МАГНИТНАЯ СИСТЕМА ПРИВОДА

Полезная модель относится к силовым устройствам с постоянными магнитами и может быть использована в любых механизмах с силовой магнитной связью перемещающихся звеньев.
Известна «Магнитная система привода» (а.с. СССР №920974, Н02К 33/02, H01F 7/13, опубл. 15.04.1982, Бюл. №14), содержащая неподвижный магнитопровод с закрепленным на нем, по крайней мере, одним постоянным магнитом и якорь из магнитомягкого материала. Якорь и магнитопровод образуют, по крайней мере, два немагнитных зазора. Полюс магнита обращен в немагнитный зазор. Якорь установлен с возможностью перемещения относительно магнитопровода вдоль эквипотенциала полюса постоянного магнита, при этом перекрытие якоря и магнитопровода в немагнитном зазоре изменяется. Недостатком этой магнитной системы является то, что она имеет невысокие удельные характеристики из-за наличия большой доли (относительно магнита) пассивных элементов в виде магнитомягких магнитопроводов.
Наиболее близкой к заявляемой магнитной системе является «Магнитная система привода» (а.с. СССР №972636, Н02К 33/02, H01F 7/13, опубл. 07.11.1982, Бюл. №41), содержащая неподвижный магнитопровод и постоянные магниты. Два магнита жестко зафиксированы на магнитопроводе с образованием воздушного зазора, обращены в этот зазор разноименными полюсами и являются статором. Третий магнит является якорем и установлен так, что имеет возможность перемещаться в зазоре вдоль эквипотенциала полюсов постоянных магнитов, при этом полюса магнитов на магнитопроводе и полюса магнита на якоре являются разноименными. Благодаря такому построению якоря увеличивается удельная характеристика магнитной системы привода, а, значит, и тяговое усилие без увеличения массогабаритных параметров последней. Недостатком этой системы является то, что часть потока магнитов, зафиксированных на магнитопроводе, рассеивается с поверхностей магнитопровода, уменьшая тем самым величину рабочего потока, а значит, и удельные характеристики магнитной системы привода.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании магнитной системы привода, обеспечивающей максимальное тяговое усилие.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой полезной модели, состоит в увеличении значения тягового усилия магнитной системы привода при минимальных габаритах (или получении при заданных габаритах магнитной системы максимального значения тягового усилия).
Это достигается тем, что в магнитной системе привода, содержащей статор из двух частей и якорь, выполненные на основе постоянных магнитов, части статора установлены разноименными полюсами друг к другу с образованием воздушного зазора, в котором размещен якорь, при этом статор и якорь установлены с возможностью перемещения одного из них в плоскости, ортогональной силовым линиям магнитного поля в зазоре, новым является то, что каждая часть статора выполнена наборной из полюсных постоянных магнитов чередующейся полярности и межполюсных постоянных магнитов, прилегающих к полюсным разноименными полюсами, причем поверхности каждой части статора со стороны воздушного зазора образованы только полюсными магнитами, а якорь выполнен наборным из постоянных магнитов чередующейся полярности, намагниченных параллельно силовым линиям магнитного поля в зазоре.
В заявляемой магнитной системе статор состоит из двух частей, каждая из которых выполнена наборной из полюсных и межполюсных магнитов. Статорные части расположены таким образом, что образуют воздушный зазор, в который полюсные магниты обращены полюсами. При этом активная длина в направлении намагниченности межполюсных магнитов имеет максимально возможный размер при сохранении размеров полюсных магнитов. Активная длина полюсных магнитов, ориентированная в направлении намагниченности, равна высоте одной статорной части привода. Якорь выполнен наборным из постоянных магнитов чередующейся полярности и расположен в воздушном зазоре. Вектор намагниченности каждого из магнитов якоря параллелен силовым линиям магнитного поля в зазоре. Таким образом, полюсные и межполюсные постоянные магниты с максимально возможной активной длиной «организуют» прохождение рабочего потока в направлении своей намагниченности с максимально возможной намагничивающей силой и минимальным рассеянием (ввиду отсутствия пассивных элементов - магнитопроводов), а магниты якоря, намагниченные в указанном выше направлении, усиливают намагничивающую силу рабочего потока, следствием чего является максимально возможное тяговое усилие магнитной системы привода.
Кроме того, для создания тяговых усилий в противоположных направлениях статор и якорь выполняют подвижными с возможностью взаимного перемещения.
На фиг.1 представлен вид сбоку заявляемой конструкции магнитной системы привода с линейным перемещением якоря в исходном состоянии.
На фиг.2 представлен вид сбоку заявляемой конструкции магнитной системы привода с линейным перемещением якоря во взведенном состоянии.
Магнитная система привода состоит из двух статорных частей 1 и якоря 2 (Фиг.1). Целесообразно каждую часть выполнять наборной из n полюсных магнитов 3 и (n+1) межполюсных магнитов 4 (Фиг.2), а якорь 2 (Фиг.1) - наборным из n магнитов 5 (Фиг.2). Полюсные магниты 3 и межполюсные магниты 4 (Фиг.2) каждой статорной части 1 (Фиг.1) соединены в мозаичную структуру с прилеганием разноименными полюсами. Магниты 5 (Фиг.2) якоря 2 (Фиг.1) намагничены в направлении, параллельном силовым линиям магнитного поля, создаваемого статорными частями магнитной системы привода.
Заявляемая магнитная система привода может быть использована как для линейного, так и для углового перемещения статора и/или якоря.
Работа заявляемого устройства показана на примере использования магнитной системы привода с зафиксированным статором и перемещающимся линейно якорем и осуществляется следующим образом. При перемещении якоря 2 из исходного положения (Фиг.1) в положение, указанное на Фиг.2, возникает рассогласование полюсов статорных частей 1 и якоря 2, изменение магнитной проводимости зазора и перераспределение магнитного потока в нем. В результате этого возникает сила, стремящаяся вернуть систему в исходное устойчивое положение и уменьшить рассогласование между статорными частями 1 и якорем 2. Межполюсные магниты 4 и полюсные магниты 3 (Фиг.2) с максимально возможной активной длиной «организуют» прохождение рабочего потока в направлении своей намагниченности с максимально возможной намагничивающей силой и минимальным рассеянием, магниты 5 (Фиг.2) увеличивают намагничивающую силу статорных частей, при этом создается максимально возможное тяговое усилие на якоре 2 (Фиг.1).