ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к разделу электричества, а именно, к электрическим машинам возвратно-поступательного движения и может быть использована при создании электроприводов.
Уровень техники.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является линейный электрический импульсный двигатель, содержащий бегун и статор с обмоткой возбуждения и якорной обмоткой, (см. патент RU №2038680, опубликованный 27.06.95).
В известном двигателе магнитопровод не является броневым, что приводит к рассеянию и выпучиванию магнитного потока, вследствие чего снижается функциональная эффективность двигателя. Якорная обмотка состоит из прямоугольных витков, лобовые части, которых не взаимодействуют с рабочим магнитным потоком, что приводит к ограничению тягового усилия и к неэффективному использованию обмотки. При этом для прямоугольника отношение периметра к площади не является минимальным, что приводит к перерасходу обмоточного провода. Составные части двигателя выполнены не в виде тел вращения и технология их изготовления связана с повышенными материалоемкостью, трудоемкостью и энергоемкостью, что приводит к удорожанию двигателя. По этой же причине обеспечение равномерности рабочего воздушного зазора является сложным и трудоемким.
Раскрытие полезной модели.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении функциональной эффективности двигателя и снижении затрат на его изготовление.
Технический результат заключается в локализации магнитного поля внутри броневой магнитной системы, обеспечении равномерного вдоль витка взаимодействия всех участков якорной обмотки с рабочим магнитным потоком, повышении тягового усилия, уменьшении длины провода якорной обмотки, снижении материалоемкости двигателя, трудоемкости и энергоемкости изготовления его частей, обеспечении равномерности рабочего воздушного зазора, уменьшении магнитного сопротивления.
Технический результат обеспечивается следующей совокупностью признаков: линейный электрический импульсный двигатель, содержащий бегун и статор с обмоткой возбуждения и якорной обмоткой, отличающийся тем, что статор и бегун выполнены цилиндрическими, бегун и обмотки расположены внутри статора, а якорная обмотка размещена в пазах зубцовой зоны.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, и технический результат взаимосвязаны следующим образом.
Локализация магнитного поля внутри броневой магнитной системы, обеспечение равномерного вдоль витка взаимодействия всех участков якорной обмотки с рабочим магнитным потоком, повышение тягового усилия, уменьшение длины провода якорной обмотки, снижение материалоемкости двигателя, трудоемкости и энергоемкости изготовления его частей, обеспечение равномерности рабочего воздушного зазора, уменьшение магнитного сопротивления приводят к повышению функциональной эффективности двигателя и снижению затрат на его изготовление
Краткое описание чертежей.
На чертеже изображен линейный электрический импульсный двигатель.
Осуществление полезной модели.
Полезная модель может быть осуществлена следующим образом.
У линейного электрического импульсного двигателя, содержащего бегун и статор с обмоткой возбуждения и якорной обмоткой, статор и бегун выполнены цилиндрическими, бегун и обмотки расположены внутри статора, а якорная обмотка размещена в пазах зубцовой зоны (см. чертеж).
Таким образом, назначение полезной модели - применение ее в качестве линейного электрического импульсного двигателя - реализуется.
Сведения, подтверждающие возможность получения при осуществлении полезной модели технического результата (причинно-следственная связь существенных признаков с указанным техническим результатом), состоят в следующем.
Выполнение статора цилиндрическим полым и размещение бегуна и обмоток внутри статора, размещение якорной обмотки в пазах зубцовой зоны приводит к локализации магнитного поля внутри броневой магнитной системы, обеспечению равномерного вдоль витка взаимодействия всех участков якорной обмотки с рабочим магнитным потоком, повышению тягового усилия, уменьшению длины провода якорной обмотки, снижению материалоемкости двигателя, трудоемкости и энергоемкости изготовления его частей, обеспечению равномерности рабочего воздушного зазора, уменьшению магнитного сопротивления.При этом снижение материалоемкости, трудоемкости и энергоемкости обусловлено тем, что для изготовления стержней прямоугольного сечения, в отличие от тел вращения подобрать заготовку с небольшими припусками практически невозможно, поэтому для изготовления первых приходится срезать больше металла. Кроме того, тела вращения могут быть обработаны при одной установке на станке, а для прямоугольного требуется как минимум четыре установки (по числу граней).
Следовательно, совокупность существенных признаков достаточна для достижения обеспечиваемого полезной моделью технического результата.
Описание конструкции устройства:
У линейного электрического импульсного двигателя, содержащего бегун 1 и статор 2 с обмоткой возбуждения 3 и якорной обмоткой 4, статор 2 выполнен цилиндрическим полым, а бегун 1 и обмотки 3 и 4 расположены внутри статора 2. Якорная обмотка 4 размещена в пазах зубцовой зоны. Зубцы выполнены съемными в виде шайб. Обмотка возбуждения 3 и якорная обмотка 4 намотаны на немагнитную бобину. Бегун 1 находится внутри бобины. На торцах бегуна 1 установлены направляющие штоки, входящие во втулки стопов. Первый стоп со стороны якорной обмотки 4 установлен на нижнем торце статора 2. Первый стоп и входящий в его втулку шток бегуна 1 выполнены из немагнитного материала. Второй стоп со стороны обмотки возбуждения 3 удален от верхнего торца статора 2. При этом расстояние от второго стопа до конца обмотки возбуждения 3 или начала якорной обмотки 4 не превышает длину бегуна 1. Второй стоп крепится к статору 2 посредством стакана. На стопах установлены эластичные накладки. Двигатель оснащен переключателем направления тока якорной обмотки 4 или обмотки возбуждения 3.
Двигатель работает следующим образом.
Обмотка возбуждения 3 создает магнитный поток, который локализуется в статоре 2, бегуне 1 и зубцовой зоне. Магнитный поток в рабочем воздушном зазоре взаимодействует с током якорной обмотки 4, в результате чего в соответствии с законом Ампера возникает тяговое усилие. При изменении направления тока якорной обмотки 4 или обмотки возбуждения 3 направление тягового усилия меняется на противоположное.
Таким образом, у предлагаемого линейного электрического импульсного двигателя, в отличие от прототипа, повышена функциональная эффективность и снижены затраты на его изготовление.
Эффективность предлагаемого линейного электрического импульсного двигателя обусловливается его улучшенной конструкцией.