Линейный двигатель постоянного тока
Использование: в оборудовании микроэлектронного производства, а также в различных устройствах позиционирования. Полезная модель позволяет снизить пульсации тягового усилия и повысить равномерность хода. Поставленная цель достигается тем, что ротор (подвижная часть) двигателя имеет по краям 2 укороченных по ширине магнита, а каждая фаза двигателя, состоящая из 3 сосредоточенных катушек соединенных последовательно, питается током синусоидальной формы.
Предлагаемое изобретение относится к электрическим машинам поступательного движения и может быть использовано в качестве линейного исполнительного органа прецизионных следящих систем.
Известен линейный электродвигатель постоянного тока (Линейный двигатель постоянного тока. Патент США US, 5,701,042 от 23.12.97), содержащий статор с катушками обмоток возбуждения и ротор с постоянными магнитами чередующейся полярности. Перемещение ротора осуществляется коммутацией каждой катушки в отдельности постоянным током. Для повышения стабильности силы тяги подвижная часть имеет 5 постоянных магнитов. В формировании тяговой силы участвуют либо две катушки с четырьмя активными проводниками либо три катушки с шестью активными проводниками. Тем самым при движении возникают скачки силы тяги порядка 30%.
Целью данного изобретения является снижение пульсации тягового усилия, упрощение схемы коммутации обмоток и повышение равномерности хода.
Поставленная цель достигается тем, что ротор (подвижная часть) двигателя имеет по краям 2 укороченных по ширине магнита, а каждая фаза двигателя, состоящая из 3 сосредоточенных катушек соединенных последовательно, питается током синусоидальной формы.
Линейный двигатель состоит из подвижной части (ротора) и неподвижной части (статора) (фиг.1).
Подвижная часть двигателя поз.5 состоит из ярма, выполненной из трехмиллиметровой стали 10 с закрепленными на ней магнитами чередующейся полярности, причем два крайних магнита укорочены по ширине.
Неподвижная часть линейного электродвигателя - статор - состоит из магнитопровода поз.1, прикрепленной к нему коммутационной печатной платы толщиной 0,25 мм поз.2 и шесть сосредоточенных катушек поз.3. Катушки соединены в соответствии с фиг.2.
Для повышения тяговой силы и эффективного использования постоянных магнитов фазовые катушки включены встречно друг к другу.
Формируемые токи в фазах 1 и 2 синусоидальной формы представлены на фиг.3. Фазовый угол сдвига составляет 90 эл.град.
Токи в фазах формируются таким образом, чтобы в положении 1 (точка 1 на фиг.3) ток фазы 1 был максимален, а ток фазы 2 равен нулю. Так как в данный момент катушка 2 не создает тягового усилия (фиг.4).
В точке 2 в формировании силы тяги участвуют четыре активных проводника, но с меньшими значениями токов, что позволяет сохранить значение тягового усилия постоянным.
Таким образом, тяговое усилие F1 предлагаемого линейного двигателя (фиг.5) постоянно вне зависимо от положения подвижной части. Незначительные пульсации тягового усилия F2 порядка 7% могут возникать при неточности изготовления фазных катушек и статора электродвигателя.
Линейный двигатель постоянного тока, содержащий неподвижную часть с обмоткой возбуждения и подвижную часть с постоянными магнитами, отличающийся тем, что подвижная часть двигателя имеет по краям два укороченных магнита, а каждая фаза двигателя состоит из трех сосредоточенных катушек соединенных последовательно и питается током синусоидальной формы.
