Якорь линейного электродвигателя

Предлагаемое техническое решение относится к области электротехники, в частности к линейным электрическим машинам с устройствами для охлаждения их обмоток, и может быть использовано в машиностроении. Якорь линейного электродвигателя содержит магнитопровод 1 с катушками 2 и средство их охлаждения, включающее в себя, по меньшей мере, основную плоскую призму 3. Также может содержать и дополнительную плоскую призму 4. Плоские призмы 3 и 4 оснащены штуцерами для подачи и отвода хладагента (на чертеже фиг.1 штуцеры условно обозначены стрелками). Перпендикулярно основной и дополнительной призмам теплобменника с возможностью примыкания к ним установлены в пазах магнитопровода пластинчатые охладители 5 и 6, охватывающие верхние и нижние поверхности катушек 2 (см. фиг.1, 2 и 3). Плоские призмы снабжены каналами 7, 8, 9, 10 для прохождения хладагента, соединенными со штуцерами (на чертежах не показанными). Каналы 7, 8, 9, 10 могут быть соединены между собой трубопроводами 11, показанными на фиг.2 штриховыми линиями. Наличие или отсутствие трубопроводов 11, соединяющих между собой каналы основной и дополнительной призм теплообменника, не является существенным для предлагаемого устройства. В зависимости от расположения якоря линейного электродвигателя в конкретном агрегате доступной для установки охлаждающей призмы теплообменника может быть только одна сторона магнитопровода. Предлагаемое устройство обеспечивает интенсивный отвод тепла от значительно большей площади поверхности катушек, что повышает эффективность системы охлаждения.

Предлагаемое техническое решение относится к области электротехники, в частности к линейным электрическим машинам с устройствами для охлаждения их обмоток, и может быть использовано в машиностроении.

Из уровня техники известен линейный электродвигатель, якорь которого снабжен устройством для отвода тепла, содержащем теплообменник с каналами и штуцерами для подачи и отвода хладагента (см. «Линейный электродвигатель с системой охлаждения», каталог ETEL, Linear motors series, - Handbook # LINEAR 902 / Ver. A /5/10/04, p.29).

Недостатком данного устройства является сложность конструкции теплообменника, использование дорогостоящих материалов, недостаточно эффективный съем тепла только с торцевых частей катушек, что снижает эффективность системы охлаждения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является линейный якорь электродвигателя, который снабжен устройством для отвода тепла, содержащем теплообменник с каналами и штуцерами для подачи и отвода хладагента (см. Патент США 5910691, 1999 г).

Недостатком этого устройства также является сложность конструкции теплообменника и уменьшение площади паза, в котором расположена обмотка, поскольку теплообменник занимает его значительную часть. Кроме того, в этом устройстве охлаждается только одна торцевая часть обмоток, что снижает эффективность системы охлаждения.

Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, состоит в повышении эффективности отвода тепла от обмоток и магнитопровода якоря линейного электродвигателя, снижении стоимости теплообменника и повышении быстродействия двигателя, за счет более эффективного охлаждения его обмоток.

Поставленная задача решается тем, что в известном якоре линейного электродвигателя, содержащем магнитопровод с катушками и средство их охлаждения, включающее в себя теплообменник со штуцерами для подачи и отвода хладагента, согласно полезной модели, теплообменник выполнен в виде расположенной вдоль магнитопровода с возможностью контакта с лобовыми частями катушек, по меньшей мере, одной плоской призмы с внутренними каналами, и перпендикулярно примыкающих к ней П-образных пластинчатых охладителей, размещенных в пазах магнитопровода с внутренних и наружных поверхностей катушек.

Оптимально П-образные пластинчатые охладители установливать с возможностью чередования между собой вдоль магнитопровода.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами, на которых на: фиг.1 приведен продольный разрез якоря линейного электродвигателя, фиг.2 приведен вид сверху на якорь линейного электродвигателя в сборе, а фиг.3 - поперечный разрез якоря линейного электродвигателя с основной и дополнительной призмами теплообменника и пластинчатыми охладителями.

Якорь линейного электродвигателя содержит магнитопровод 1 с катушками 2 и средство их охлаждения, включающее в себя, по меньшей мере, основную плоскую призму 3. Также может содержать и дополнительную плоскую призму 4. Плоские призмы 3 и 4 оснащены штуцерами для подачи и отвода хладагента (на чертеже фиг.1 штуцеры условно обозначены стрелками). Перпендикулярно основной и дополнительной призмам теплобменника с возможностью примыкания к ним установлены в пазах магнитопровода пластинчатые охладители 5 и 6, охватывающие верхние и нижние поверхности катушек 2 (см. фиг.1, 2 и 3). Плоские призмы снабжены каналами 7, 8, 9, 10 для прохождения хладагента, соединенными со штуцерами (на чертежах не показанными). Каналы 7, 8, 9, 10 могут быть соединены между собой трубопроводами 11, показанными на фиг.2 штриховыми линиями. Наличие или отсутствие трубопроводов 11, соединяющих между собой каналы основной и дополнительной призм теплообменника, не является существенным для предлагаемого устройства.

В зависимости от расположения якоря линейного электродвигателя в конкретном агрегате доступной для установки охлаждающей призмы теплообменника может быть только одна сторона магнитопровода. В этом случае якорь линейного электродвигателя может быть снабжен только одной основной охлаждающей призмой 3 с П-образными пластинчатыми охладителями 5, расположенной с одной стороны магнитопровода. Число плоских охлаждающих призм теплообменника с П-образными пластинчатыми охладителями не является существенным для предлагаемого устройства.

Призмы 3, 4 теплообменника и П-образные пластины 5, 6 могут быть выполнены из различных материалов, что не меняет существа предложения. Наиболее предпочтительно выполнять указанные пластины из материала, обладающего низким тепловым сопротивлением и высоким электрическим сопротивлением. Кроме того, для улучшения передачи тепла от магнитопровода и катушек линейной машины вся конструкция может быть залита в блок теплопроводящим компаундом, что также не изменяет существа предложения.

Устройство работает следующим образом.

При подаче от преобразователя (на чертеже не показанного) напряжения питания на катушки 2 якоря линейного электродвигателя, являющегося подвижной частью электродвигателя, он будет перемещаться над неподвижной частью машины (на чертеже не показанной) в направлении X, указанном двусторонней стрелкой на фиг.1. При протекании тока по катушкам, последние нагреваются, что приводит к необходимости отвода возникающего тепла. Отвод тепла необходим для увеличения допустимой плотности тока в катушках и развиваемого машиной усилия, что обеспечивает повышение быстродействия машины, производительности технологического агрегата, в котором используется линейный электродвигатель, и увеличение ресурса его работы.

Подача хладагента в каналы плоских призм 3 и 4, примыкающих к лобовым частям катушек, обеспечивает интенсивный отвод тепла от лобовых частей катушек. Поскольку П-образные пластинчатые охладители, имеют хороший тепловой контакт с охлаждающими призмами, то они, охватывая верхнюю и нижнюю поверхности катушек 2, расположенных в пазах магни-топровода 1, обеспечивают отвод тепла и от торцевых поверхностей катушек. Таким образом, в предлагаемом устройстве в сравнении с прототипом, обеспечивается интенсивный отвод тепла от значительно большей площади поверхности катушек, что повышает эффективность системы охлаждения.

1. Якорь линейного электродвигателя, содержащий магнитопровод с катушками и средство их охлаждения, включающее в себя теплообменник со штуцерами для подачи и отвода хладагента, отличающийся тем, что теплообменник выполнен в виде расположенной вдоль магнитопровода с возможностью контакта с лобовыми частями катушек, по меньшей мере, одной плоской призмы с внутренними каналами, и перпендикулярно примыкающих к ней П-образных пластинчатых охладителей, размещенных в пазах магнитопровода с внутренних и наружных поверхностей катушек.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что П-образные пластинчатые охладители установлены с возможностью чередования между собой вдоль магнитопровода.