RU2518915C1 - Linear asynchronous motor - Google Patents

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: linear asynchronous motor contains an inductor 1 consisting of the core 2 and polyphase winding, coil 3 which form rows in longitudinal and transversal directions. The secondary element 4 contains an electroconductive part 5 placed at the ferromagnetic base 6. The electroconductive part 5 contains a middle part 7, to which side members 8 join at both sides and each side part is formed by alternating electroconductive rods 9 perpendicular to the one-piece part 7 and electroconductive rods 10 are placed one after one parallel to the one-piece part 7.

EFFECT: increasing transverse stabilisation efforts for the inductor in regard to the secondary element.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, а более точно - к линейным двигателям, преобразующим электрическую энергию непосредственно в поступательное перемещение.The invention relates to the field of electrical engineering, and more specifically to linear motors that convert electrical energy directly into translational movement.

Известен линейный асинхронный двигатель, содержащий индуктор, состоящий из сердечника и многофазной обмотки, катушки которой размещены на зубцах сердечника, при этом катушки обмотки образуют ряды в продольном и поперечном направлениях, причем продольные ряды катушек имеют прямые порядки следования фаз, а катушки поперечных рядов имеют до середины каждого ряда прямой, а после середины - противоположный порядок следования фаз, и вторичный элемент, включающий электропроводящую часть, расположенную на ферромагнитном основании (см. а. с. СССР МПК Н02К 41/04, №696579, 1979 г.).A linear induction motor is known, comprising an inductor consisting of a core and a multiphase winding, the coils of which are placed on the teeth of the core, while the winding coils form rows in the longitudinal and transverse directions, with the longitudinal rows of the coils having direct phases, and the coils of the transverse rows having up to the middle of each row is straight, and after the middle - the opposite order of the phases, and the secondary element, including the electrically conductive part located on the ferromagnetic base (see. C. CCC R IPC Н02К 41/04, No. 696579, 1979).

Данный линейный асинхронный двигатель (ЛАД) развивает недостаточно большие усилия поперечной стабилизации.This linear asynchronous motor (LAD) develops insufficiently large efforts of lateral stabilization.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому техническому решению является ЛАД, содержащий индуктор, состоящий из сердечника и многофазной обмотки, катушки которой размещены на зубцах сердечника, при этом катушки обмотки образуют ряды в продольном и поперечном направлениях, причем продольные ряды катушек имеют прямые порядки следования фаз, а катушки поперечных рядов до середины ряда прямой, а после середины ряда - противоположный порядок следования фаз, и вторичный элемент, включающий электропроводящую часть, расположенную на ферромагнитном основании, причем электропроводящая часть содержит сплошную часть, расположенную в средине, к которой с обеих сторон примыкают боковые части (см. пат. РФ МПК 41/025, №2211524, 2001 г.). Этот линейный асинхронный двигатель выберем в качестве прототипа.The closest in technical essence to the claimed technical solution is LAD containing an inductor consisting of a core and a multiphase winding, the coils of which are placed on the teeth of the core, while the coil coils form rows in the longitudinal and transverse directions, and the longitudinal rows of the coils have direct sequence phases, and the coils of the transverse rows to the middle of the row of the straight line, and after the middle of the row - the opposite sequence of phases, and the secondary element, including the electrically conductive part, is located It is based on a ferromagnetic base, and the electrically conductive part contains a solid part located in the middle, to which the side parts adjoin on both sides (see Pat. RF IPC 41/025, No. 2211524, 2001). This linear induction motor will be chosen as a prototype.

Небольшие усилия поперечной стабилизации - недостаток прототипа.Low lateral stabilization efforts are a disadvantage of the prototype.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение отмеченного недостатка в разработанной конструкции ЛАД.The technical task of the present invention is to eliminate the noted drawback in the developed design of LAD.

Решение технической задачи достигается тем, что в линейном асинхронном двигателе, содержащем индуктор, состоящий из сердечника и многофазной обмотки, катушки которой размещены на зубцах сердечника, при этом катушки обмотки образуют ряды в продольном и поперечном направлениях, причем продольные ряды катушек имеют прямые порядки следования фаз, а катушки поперечных рядов имеют до середины каждого ряда прямой, а после середины - противоположный порядок следования фаз, и вторичный элемент, включающий электропроводящую часть, размещенную на ферромагнитном основании, причем электропроводящая часть содержит сплошную часть, расположенную в средине, к которой с обеих сторон примыкают боковые части, согласно изобретению боковые части выполнены в виде чередующихся электропроводящих стержней, перпендикулярных сплошной части и электрически соединенных с ней, а между каждой парой перпендикулярных стержней размещены один за другим электропроводящие стержни, параллельные сплошной части вторичного элемента, которые электрически соединены с перпендикулярными стержнями.The solution to the technical problem is achieved by the fact that in a linear induction motor containing an inductor consisting of a core and a multiphase winding, the coils of which are placed on the teeth of the core, while the winding coils form rows in the longitudinal and transverse directions, and the longitudinal rows of the coils have direct phase sequence and the coils of the transverse rows have a straight line up to the middle of each row, and the opposite phase sequence after the middle, and a secondary element including an electrically conductive part placed on ferromagnetic base, and the electrically conductive part contains a solid part located in the middle, to which the side parts are adjacent on both sides, according to the invention, the side parts are made in the form of alternating conductive rods perpendicular to the solid part and electrically connected to it, and placed between each pair of perpendicular rods one after another, electrically conductive rods parallel to the solid part of the secondary element, which are electrically connected to perpendicular rods.

Выполнение боковых частей в виде чередующихся электропроводящих стержней, перпендикулярных сплошной части и электрически соединенных с ней, размещение между каждой парой перпендикулярных стержней один за другим электропроводящих стержней, параллельных сплошной части и электрически соединенных с перпендикулярными стержнями, - эти признаки определяют новизну и существенные отличия данного технического решения.The execution of the side parts in the form of alternating conductive rods perpendicular to the solid part and electrically connected to it, the placement of electrically conductive rods parallel to the solid part and electrically connected to perpendicular rods between each pair of perpendicular rods, these signs determine the novelty and significant differences of this technical solutions.

В дальнейшем изобретение появляется примером его конкретного выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:In the future, the invention appears as an example of its specific implementation with reference to the accompanying drawings, in which:

фиг.1 изображает общий вид линейного асинхронного двигателя (вид спереди, схематично);figure 1 depicts a General view of a linear induction motor (front view, schematically);

фиг.2 показывает общий вид электропроводящей части вторичного элемента ЛАД (вид сверху, схематично);figure 2 shows a General view of the electrically conductive part of the secondary element LAD (top view, schematically);

фиг.3 представляет схему соединения обмотки индуктора ЛАД.figure 3 is a connection diagram of a winding of an LAD inductor.

Линейный асинхронный двигатель содержит индуктор 1, состоящий из сердечника 2 и многофазной обмотки, катушки 3 которой образуют ряды в продольном и поперечном направлениях (на фиг.1 не показаны).The linear induction motor contains an inductor 1, consisting of a core 2 and a multiphase winding, the coils 3 of which form rows in the longitudinal and transverse directions (not shown in FIG. 1).

Вторичный элемент 4 содержит электропроводящую часть 5, расположенную на ферромагнитном основании 6. Электропроводящая часть 5 содержит сплошную часть 7, расположенную в средине, к которой с обеих сторон примыкают боковые части 8.The secondary element 4 contains an electrically conductive part 5 located on the ferromagnetic base 6. The electrically conductive part 5 contains a solid part 7 located in the middle, to which the side parts 8 are adjacent on both sides.

Электропроводящая часть 5 вторичного элемента 4 изображена на фиг.2, к сплошной части 7 примыкают с обеих сторон боковые части 8, каждая из которых образована чередующимися электропроводящими стержнями 9, перпендикулярными сплошной части 7, между которыми один за другим расположены электропроводящие стержни 10, параллельные сплошной части. Места электрического соединения стержней 9 и 10 и сплошной части 7 показаны точками.The electrically conductive part 5 of the secondary element 4 is shown in FIG. 2, the side parts 8 are adjacent to the solid part 7, each of which is formed by alternating conductive rods 9 perpendicular to the solid part 7, between which the conductive rods 10 parallel to the solid parts. The places of electrical connection of the rods 9 and 10 and the solid part 7 are shown by dots.

Схема соединения катушек обмотки индуктора представлена на фиг.3. Прописными буквами А, В и С обозначены фазы, к которым подключены соответствующие катушки многофазной обмотки. Видно, что продольные ряды катушки образуют прямые порядки следования фаз, а катушки каждого поперечного ряда имеют до середины ряда прямой, а после середины - противоположный порядок следования фаз.The connection diagram of the coils of the inductor winding is presented in figure 3. The capital letters A, B and C indicate the phases to which the corresponding multiphase winding coils are connected. It is seen that the longitudinal rows of the coils form direct phase ordering, and the coils of each transverse row have a straight line to the middle of the row, and the opposite phase order after the middle.

Рассмотрим работу данного линейного асинхронного двигателя.Consider the operation of this linear induction motor.

При подключении катушек обмотки индуктора к источнику трехфазного напряжения по ним протекут токи, создающие магнитные потоки. Магнитные потоки, созданные продольными рядами катушек обмотки, будут бегущими вдоль оси ЛАД. Они, пересекая срединную часть электропроводящей части вторичного элемента, индуктируют в ней электродвижущие силы, вызывающие протекание вихревых токов. Вихревые токи срединной части вторичного элемента при взаимодействии с магнитными потоками, бегущими в продольном направлении, создают тяговые механические усилия, под действием которых индуктор ЛАД будет перемещаться в направлении, противоположном направлению бегущего магнитного поля. Магнитные потоки, созданные токами поперечных рядов катушек обмотки, будут «бежать» навстречу друг другу от краев индуктора к его центру. Поперечно бегущие магнитные потоки, взаимодействуя с токами в срединной части электропроводящей части вторичного элемента, ими индуктированными создадут встречно действующие в поперечном направлении механические усилия. Эти усилия при симметричном расположении индуктора ЛАД относительно вторичного элемента взаимно уравновешиваются и не оказывают влияния на работу двигателя.When connecting the coils of the inductor winding to a three-phase voltage source, currents flow through them, creating magnetic fluxes. Magnetic fluxes created by the longitudinal rows of winding coils will run along the axis of the LAD. They, crossing the middle part of the electrically conductive part of the secondary element, induce electromotive forces in it, causing eddy currents to flow. The eddy currents of the middle part of the secondary element, when interacting with magnetic fluxes traveling in the longitudinal direction, create traction mechanical forces, under the influence of which the LAD inductor will move in the opposite direction to the traveling magnetic field. The magnetic flux created by the currents of the transverse rows of the winding coils will "run" towards each other from the edges of the inductor to its center. Cross-running magnetic fluxes, interacting with currents in the middle part of the electrically conductive part of the secondary element, they will induce counter-acting in the transverse direction mechanical forces. These efforts with a symmetrical arrangement of the LAD inductor relative to the secondary element are mutually balanced and do not affect the operation of the engine.

При поперечном смещении индуктора ЛАД относительно вторичного элемента равенство этих усилий нарушается. Например, при смещении индуктора ЛАД вправо в каждом поперечном ряду поперечные усилия, действующие слева направо останутся теми же по величине, что и при симметричном расположении индуктора ЛАД и вторичного элемента, так как эти усилия создаются при взаимодействии поперечно бегущих в этом же направлении магнитных потоков, созданных токами трех катушек индуктора, с токами ими индуктированными в срединной части вторичного элемента. Одновременно поперечные усилия, действующие на индуктор в поперечном направлении справа налево, увеличатся, поскольку часть индуктора окажется над боковой частью 8 (фиг.1 и фиг.2) электропроводящей части вторичного элемента. Видно, что боковые части 8 (фиг.2) представляют собой короткозамкнутые обмотки, образованные электропроводящими стержнями 9 и 10 (фиг.2). Поэтому часть магнитного потока, бегущего поперек справа налево, будет взаимодействовать с токами в короткозамкнутых обмотках и усилие, действующее справа налево, увеличится (токи в стержнях 10 направлены перпендикулярно магнитному потоку и имеют большую длину активного взаимодействия с магнитным потоком).With a lateral displacement of the LAD inductor relative to the secondary element, the equality of these forces is violated. For example, when the LAD inductor is shifted to the right in each transverse row, the transverse forces acting from left to right will remain the same in magnitude as with the symmetrical arrangement of the LAD inductor and the secondary element, since these forces are created by the interaction of magnetic fluxes running in the same direction, created by the currents of three inductor coils, with their currents induced in the middle part of the secondary element. At the same time, the transverse forces acting on the inductor in the transverse direction from right to left will increase, since the part of the inductor will be above the side part 8 (Fig. 1 and Fig. 2) of the electrically conductive part of the secondary element. It is seen that the side parts 8 (figure 2) are short-circuited windings formed by electrically conductive rods 9 and 10 (figure 2). Therefore, part of the magnetic flux running across from right to left will interact with currents in short-circuited windings and the force acting from right to left will increase (the currents in the rods 10 are directed perpendicular to the magnetic flux and have a large length of active interaction with the magnetic flux).

В результате под действием разности усилий, действующих справа налево и слева направо, индуктор будет смещаться влево до тех пор, пока не займет симметричного расположения относительно вторичного элемента. Так достигается поперечная стабилизация индуктора ЛАД.As a result, under the influence of the difference of forces acting from right to left and from left to right, the inductor will shift to the left until it takes a symmetrical arrangement relative to the secondary element. Thus, transverse stabilization of the LAD inductor is achieved.

По сравнению с прототипом увеличено усилие поперечной стабилизации индуктора ЛАД относительно вторичного элемента, так как боковые части электропроводящей части вторичного элемента выполнены в виде короткозамкнутых обмоток.Compared with the prototype, the lateral stabilization force of the LAD inductor relative to the secondary element is increased, since the side parts of the electrically conductive part of the secondary element are made in the form of short-circuited windings.

Claims (1)

Линейный асинхронный двигатель, содержащий индуктор, состоящий из сердечника и многофазной обмотки, катушки которой размещены на зубцах сердечника, при этом катушки обмотки образуют ряды в продольном и поперечном направлениях, причем продольные ряды катушек имеют прямые порядки следования фаз, а катушки поперечных рядов имеют до середины каждого ряда прямой, а после середины - противоположный порядок следования фаз, и вторичный элемент, включающий электропроводящую часть, расположенную на ферромагнитном основании, причем электропроводящая часть содержит сплошную часть, расположенную в середине, к которой с обеих сторон примыкают боковые части, отличающийся тем, что боковые части выполнены в виде чередующихся электропроводящих стержней, перпендикулярных сплошной части и электрически соединенных с ней, а между каждой парой перпендикулярных стержней размещены один за другим электропроводящие стержни, параллельные сплошной части вторичного элемента, которые электрически соединены с перпендикулярными стержнями. A linear induction motor containing an inductor consisting of a core and a multiphase winding, the coils of which are placed on the teeth of the core, while the coil coils form rows in the longitudinal and transverse directions, the longitudinal rows of the coils have direct phase sequence, and the coils of the transverse rows have up to the middle each row is straight, and after the middle - the opposite order of phases, and a secondary element, including an electrically conductive part located on a ferromagnetic base, and the supplying part contains a continuous part located in the middle, to which the side parts adjoin on both sides, characterized in that the side parts are made in the form of alternating conductive rods perpendicular to the solid part and electrically connected to it, and one after the other is perpendicular to each other other conductive rods parallel to the solid part of the secondary element, which are electrically connected to perpendicular rods.

Images