Продукция Поиск 
24.05.2018 | Благодарим Вас за посещение нашего стенда на выставке "Металлообработка - 2018", г. Москва.
Благодарим Вас за посещение нашего стенда на 19-й международной специализированной выставке "Оборудование, приборы и инструменты для металлообрабатывающей промышленности" - "Металлообработка - 2018", а также стенда нашего партнера - HIWIN, где мы совместно с поставщиком представили его продукцию в качестве официального дистрибьютора на терртории России. |
27.04.2018 | Приглашаем посетить наш стенд на выставке "Металлообработка - 2018", г. Москва.
Компания "ЗЕТЕК" приглашает Вас посетить свой стенд № FF005 в павильоне Форум, а также стенд нашего партнера HIWIN в Павильоне 2.2, стенд №22A17 на 19-й международной специализированной выставке "Оборудование, приборы и инструменты для металлообрабатывающей промышленности" - "Металлообработка - 2018",которая будет проходить с 14 по 18 мая 2018 г. в ЦВК «Экспоцентр», г. Москва. |
Цилиндрические линейные двигатели HIWIN MIKROSYSTEM серии LMT имеют малый вес и высокую степень динамичности благодаря наличию первичного элемента без сердечника (якоря). В качестве вторичного элемента выступает статор с постоянными цилиндрическими магнитами. Также линейные двигатели HiwinMikro серии LMT могут применяться во всех приложениях, где необходимо наличие винтового элемента, вследствие того, что они имеют аналогичный монтажный интерфейс.
| Обозначение | Единица измерения | LMT2D | LMT2Q | LMT2T | LMT6D | LMT6Q | LMT6T | |
| Постоянная сила | Fc | Н | 8 | 16 | 12 | 17 | 35 | 26 |
| Постоянный ток | lc | Аср | 1.4 | 1.3 | ||||
| Пиковая сила для 1 сек. | Fp | H | 32 | 64 | 48 | 68 | 140 | 104 |
| Пиковый ток для 1 сек. | lp | Aср | 5.6 | 5.2 | ||||
| Постоянная силы | Kf | Н/Аср | 11.4 | 8.6 | 13.4 | 26.8 | 20.1 | |
| Электрическая постоянная времени | Ke | мс | 0.3 | 0.4 | ||||
| Сопротивление (межфазное при 25°С) | R25 | Ω | 4.2 | 8.4 | 6.3 | 7.3 | 14.5 | 10.9 |
| Индуктивность (межфазная) | L | мГн | 1.1 | 2.2 | 1.7 | 2.8 | 5.7 | 4.3 |
| Шаг полюсной пары | 2т | мм | 48 | 60 | ||||
| Коэффициент противоЭДС (межфазный) | Kv | Вср/(м/сек.) | 2.8 | 5.6 | 4.2 | 6.6 | 13.2 | 9.8 |
| Постоянная электродвигателя (при 25°С) | Km | Нм/√Вт | 2.3 | 3.2 | 2.8 | 4.0 | 5.8 | 4.9 |
| Термостойкость | Rth | °С/Вт | 5.36 | 2.68 | 3.57 | 3.57 | 1.80 | 2.39 |
| Датчик температуры | - | PTC Термистор | ||||||
| Макс. пост. напряжение | - | В | 330 | |||||
| Макс. температура в обмотке | - | °С | 110 | |||||
| Минимальный радиус изгиба кабеля двигателя | - | мм | 46.5 | |||||
| Масса генератора усилий | Mf | кг | 0.12 | 0.19 | 0.15 | 0.2 | 0.34 | 0.26 |
| Единичная масса статора | Ms | кг/м | 0.9 | 1.4 | ||||
| Величина воздушного зазора | G | мм | 0.5 | 0.5 | ||||
| Длина генератора усилий | Lf | мм | 64 | 112 | 88 | 80 | 140 | 110 |
| Ширина генератора усилий | B | мм | 25 | 30 | ||||
| Внутренний диаметр генератора усилий | D1 | мм | 13 | 17 | ||||
| Диаметр статора | D | 12±0.2 | 16±0.2 | |||||
| Длина хода | S | мм | 50~1050 | 100~1050 | ||||
LMT2D |
LMT2Q |
 LMT2T |
 LMT6D |
LMT6Q |
LMT6T |
| Обозначение | Единица измерения | LMTA2 | LMTA3 | LMTA4 | LMTB2 | LMTB3 | LMTB4 | |
| Постоянная сила | Fc | Н | 27 | 42 | 55 | 48 | 72 | 96 |
| Постоянный ток | lc | Аср | 1.5 | 1.2 | ||||
| Пиковая сила для 1 сек. | Fp | H | 108 | 168 | 220 | 192 | 288 | 384 |
| Пиковый ток для 1 сек. | lp | Aср | 6 | 4.8 | ||||
| Постоянная силы | Kf | Н/Аср | 18 | 28 | 37 | 40 | 60 | 80 |
| Электрическая постоянная времени | Ke | мс | 0.6 | 0.9 | ||||
| Сопротивление (межфазное при 25°С) | R25 | Ω | 7.4 | 11.1 | 14.8 | 16 | 24 | 32.4 |
| Индуктивность (межфазная) | L | мГн | 5 | 7.5 | 10 | 16.5 | 24.7 | 33 |
| Шаг полюсной пары | 2т | мм | 72 | 90 | ||||
| Коэффициент противоЭДС (межфазный) | Kv | Вср/(м/сек.) | 11.7 | 17.5 | 23.3 | 22 | 33 | 44 |
| Постоянная электродвигателя (при 25°С) | Km | Нм/√Вт | 5.4 | 6.9 | 7.8 | 8.2 | 10 | 11.5 |
| Термостойкость | Rth | °С/Вт | 2.40 | 1.60 | 1.20 | 1.73 | 1.16 | 0.86 |
| Датчик температуры | - | PTC Термистор | ||||||
| Макс. пост. напряжение | - | В | 330 | |||||
| Макс. температура в обмотке | - | °С | 100 | |||||
| Минимальный радиус изгиба кабеля двигателя | - | мм | 37.5 | |||||
| Масса генератора усилий | Mf | кг | 0.45 | 0.63 | 0.80 | 0.88 | 1.25 | 1.65 |
| Единичная масса статора | Ms | кг/м | 2 | 3.2 | ||||
| Величина воздушного зазора | G | мм | 0.75 | 0.75 | ||||
| Длина генератора усилий | Lf | мм | 94 | 130 | 166 | 120 | 165 | 210 |
| Ширина генератора усилий | B | мм | 40 | 50 | ||||
| Внутренний диаметр генератора усилий | D1 | мм | 21.5 | 26.5 | ||||
| Диаметр статора | D | мм | 20±0.2 | 25±0.2 | ||||
| Длина хода | S | мм | 100~1550 | 100~1550 | ||||
LMTA2 |
LMTA3 |
LMTA4 |
 LMTB2 |
LMTB3 |
LMTB4 |
| Обозначение | Единица измерения | LMTC2 | LMTC3 | LMTC4 | LMTD2 | LMTD3 | LMTD4 | |
| Постоянная сила | Fc | Н | 92 | 138 | 55 | 48 | 72 | 96 |
| Постоянный ток | lc | Аср | 2.4 | 1.2 | ||||
| Пиковая сила для 1 сек. | Fp | H | 368 | 552 | 220 | 192 | 288 | 384 |
| Пиковый ток для 1 сек. | lp | Aср | 9.6 | 4.8 | ||||
| Постоянная силы | Kf | Н/Аср | 38 | 58 | 37 | 40 | 60 | 80 |
| Электрическая постоянная времени | Ke | мс | 1 | 0.9 | ||||
| Сопротивление (межфазное при 25°С) | R25 | Ω | 6.2 | 9.3 | 14.8 | 16 | 24 | 32.4 |
| Индуктивность (межфазная) | L | мГн | 7.2 | 10.8 | 10 | 16.5 | 24.7 | 33 |
| Шаг полюсной пары | 2т | мм | 120 | 90 | ||||
| Коэффициент противоЭДС (межфазный) | Kv | Вср/(м/сек.) | 24.6 | 36.9 | 23.3 | 22 | 33 | 44 |
| Постоянная электродвигателя (при 25°С) | Km | Нм/√Вт | 12.6 | 15.4 | 7.8 | 8.2 | 10 | 11.5 |
| Термостойкость | Rth | °С/Вт | 1.12 | 0.75 | 1.20 | 1.73 | 1.16 | 0.86 |
| Датчик температуры | - | PTC Термистор | ||||||
| Макс. пост. напряжение | - | В | 330 | |||||
| Макс. температура в обмотке | - | °С | 100 | |||||
| Минимальный радиус изгиба кабеля двигателя | - | мм | 37.5 | |||||
| Масса генератора усилий | Mf | кг | 1.49 | 2.1 | 0.80 | 0.88 | 1.25 | 1.65 |
| Единичная масса статора | Ms | кг/м | 6.4 | 3.2 | ||||
| Величина воздушного зазора | G | мм | 1 | 0.75 | ||||
| Длина генератора усилий | Lf | мм | 160 | 220 | 166 | 120 | 165 | 210 |
| Ширина генератора усилий | B | мм | 60 | 50 | ||||
| Внутренний диаметр генератора усилий | D1 | мм | 37 | 26.5 | ||||
| Диаметр статора | D | мм | 35±0.2 | 25±0.2 | ||||
| Длина хода | S | мм | 100~2000 | 100~1550 | ||||
LMTC2 |
LMTC3 |
LMTC4 |
 LMTD2 |
LMTD3 |
LMTD4 |
*Руководство пользователя и CAD-файлы доступны по запросу.
www.zetek.ru
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в бесштанговых насосно-скважинных установках для добычи пластовых жидкостей со средних и больших глубин, преимущественно в нефтедобыче. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель содержит цилиндрический индуктор с многофазной обмоткой, выполненной с возможностью осевого перемещения и смонтированной внутри стального вторичного элемента. Стальной вторичный элемент представляет собой корпус электродвигателя, внутренняя поверхность которого имеет высокопроводящее в виде слоя меди покрытие. Цилиндрический индуктор выполнен из нескольких модулей, выбранных из катушек фаз и соединенных между собой гибкой связью. Число модулей индуктора кратно числу фаз обмотки. При переходе от одного модуля к другому катушки фаз уложены с поочередной сменой местоположения отдельных фаз. При диаметре двигателя 117 мм, длине индуктора 1400 мм, частоте тока индуктора 16 Гц электродвигатель развивает усилие до 1000 Н и мощность 1,2 кВт при естественном охлаждении и до 1800 Н при масляном. Технический результат заключается в повышении тягового усилия и мощности на единицу длины двигателя в условиях ограничения по диаметру корпуса. 4 ил. 
Изобретение относится к конструкциям погружных цилиндрических линейных асинхронных двигателей (ЦЛАД), используемых в бесштанговых насосно-скважинных установках для добычи пластовых жидкостей со средних и больших глубин, преимущественно в нефтедобыче.
Наиболее распространенным способом добычи нефти является подъем нефти из скважин с помощью штанговых плунжерных насосов, управляемых станками-качалками.
Кроме очевидных недостатков, присущим таким установкам (большие габариты и масса станков-качалок и штанг; износ насосно-компрессорных труб и штанг), существенным недостатком являются также малые возможности для регулирования скорости перемещения плунжера, а значит, и производительности штанговых насосных агрегатов, невозможность работы в наклонных скважинах.
Возможность регулировать эти характеристики позволила бы учитывать естественные изменения дебита скважины в процессе ее эксплуатации и сократить количество типоразмеров насосных агрегатов, используемых для различных скважин.
Известны технические решения по созданию бесштанговых глубинно-насосных установок. Одним из них является использование глубинных насосов плунжерного типа с приводом на основе линейных асинхронных двигателей.
Известна конструкция ЦЛАД, смонтированного в насосно-компрессорной трубе над плунжерным насосом (Ижеля Г.И. и др. «Линейные асинхронные двигатели», Киев, Техника, 1975 г., стр.135) /1/. Известный двигатель имеет корпус, помещенный в него неподвижный индуктор и подвижный вторичный элемент, расположенный внутри индуктора и воздействующий через тягу на плунжер насоса.
Тяговое усилие на подвижном вторичном элементе появляется вследствие взаимодействия наведенных в нем токов с бегущим магнитным полем линейного индуктора, создаваемым многофазными обмотками, соединенными с источником питания.
Такой электродвигатель использован в бесштанговых насосных агрегатах (а.с. СССР №491793, публ. 1975 г.) /2/ и (а.с. СССР №538153, публ. 1976 г.) /3/.
Однако условия эксплуатации погружных плунжерных насосов и линейных асинхронных двигателей в скважине накладывают ограничения на выбор конструкции и размеров электродвигателей. Отличительной особенностью погружных ЦЛАД является ограниченность диаметра двигателя, в частности не превышающего диаметра насосно-компрессорной трубы.
Для таких условий известные электродвигатели имеют относительно низкие технико-экономические показатели:
- к.п.д. и cos
уступают аналогичным показателям асинхронных двигателей традиционного исполнения;
- развиваемые ЦЛАД удельные механическая мощность и тяговое усилие (на единицу длины двигателя) относительно малы. Длина двигателя, размещенного в скважине, ограничена длиной насосно-компрессорной трубы (не более 10-12 м). При ограничении длины двигателя трудно достичь требуемого для подъема жидкости давления. Некоторое повышение тягового усилия и мощности возможно только за счет увеличения электромагнитных нагрузок двигателя, что ведет к снижению к.п.д. и уровня надежности двигателей из-за повышенных тепловых нагрузок.
Эти недостатки можно устранить, если выполнить «обращенную» схему «индуктор-вторичный элемент», иными словами индуктор с обмотками разместить внутри вторичного элемента.
Такое исполнение линейного двигателя известно («Индукционные электродвигатели с разомкнутым магнитопроводом». Информэлектро, М., 1974 г., стр.16-17) /4/ и может быть принято в качестве наиболее близкого к заявляемому решению.
Известный линейный двигатель содержит цилиндрический индуктор с обмоткой, смонтированный внутри вторичного элемента, внутренняя поверхность которого имеет высокопроводящее покрытие.
Такое исполнение индуктора по отношению к вторичному элементу было создано для облегчения намотки и монтажа катушек и применялось не в качестве привода для погружных насосов, работающих в скважинах, а для наземного использования, т.е. без жесткого ограничения по габаритам корпуса двигателя.
Задача настоящего изобретения состоит в разработке конструкции цилиндрического линейного асинхронного двигателя для привода погружных плунжерных насосов, который в условиях ограничения по диаметру корпуса двигателя обладает повышенными удельными показателями: тяговым усилием и мощностью на единицу длины двигателя при обеспечении необходимого уровня надежности и заданном энергопотреблении.
Для решения поставленной задачи цилиндрический линейный асинхронный двигатель для привода погружных плунжерных насосов содержит цилиндрический индуктор с обмоткой, смонтированный внутри вторичного элемента, внутренняя поверхность которого имеет высокопроводящее покрытие, при этом индуктор с обмотками выполнен с возможностью осевого перемещения и смонтирован внутри трубчатого корпуса электродвигателя, толщина стальной стенки которого не менее 6 мм, а внутренняя поверхность корпуса покрыта слоем меди толщиной не менее 0,5 мм.
Учитывая неровность поверхности скважин и, как следствие, возможный изгиб корпуса электродвигателя, индуктор электродвигателя следует выполнять состоящим из нескольких модулей, соединенных между собой гибкой связью.
При этом для выравнивания токов по фазам обмотки двигателя число модулей выбрано кратным числу фаз, а при переходе от одного модуля к другому катушки уложены с поочередной сменой местоположения отдельных фаз.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Использование стального корпуса электродвигателя в качестве вторичного элемента позволяет максимально эффективно распорядиться ограниченным пространством скважины. Предельно достижимые значения мощности и усилия двигателя зависят от предельно допустимых электромагнитных нагрузок (плотность тока, индукция магнитного поля) и объема активных элементов (магнитопровод, обмотка, вторичный элемент). Совмещение конструктивного элемента конструкции - корпуса электродвигателя с активным вторичным элементом позволяет увеличить объем активных материалов двигателя.
Увеличение активной поверхности двигателя позволяет повысить тяговое усилие и мощность двигателя на единицу его длины.
Увеличение активного объема двигателя позволяет снизить электромагнитные нагрузки, определяющие тепловое состояние двигателя, от которого зависит уровень надежности.
При этом получение необходимых значений тягового усилия и мощности двигателя на единицу его длины при обеспечении необходимого уровня надежности и заданном энергопотреблении (к.п.д. и cos) в условиях ограничения по диаметру корпуса двигателя достигается оптимальным подбором толщины стальной стенки корпуса двигателя, а также толщины высокопроводящего покрытия его активной зоны - внутренней поверхности корпуса.
Учитывая номинальную скорость перемещения рабочих частей плунжерного насоса, оптимально соответствующую ей скорость бегущего магнитного поля подвижного индуктора, возможные технологические трудности при изготовлении обмоток, приемлемые значения полюсного деления (не менее 0,06-0,10 м) и частоты тока индуктора (не более 20 Гц), параметры по толщине стальной стенки вторичного элемента и медного покрытия выбраны заявленным образом. Эти параметры позволяют в условиях ограничения по диаметру двигателя снизить потери мощности (и, следовательно, повысить к.п.д.) за счет исключения роста тока намагничивания и снижения рассеяния магнитного потока.
Новый технический результат, достигаемый изобретением, заключается в применении обращенной схемы «индуктор-вторичный элемент» для максимально эффективного использования ограниченного пространства скважины при создании цилиндрического линейного асинхронного двигателя с характеристиками, позволяющими использовать его в качестве привода погружных насосов.
Заявленный двигатель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид двигателя с модульным исполнением индуктора, на фиг.2 - то же, разрез по А-А, на фиг.3 изображен отдельный модуль, на фиг.4 - то же, разрез по Б-Б.
Двигатель содержит корпус 1 - стальную трубу диаметром 117 мм, с толщиной стенки 6 мм. Внутренняя поверхность 2 трубы покрыта медью слоем 0,5 мм. Внутри стальной трубы 1 с помощью центрирующих втулок 3 с антифрикционными прокладками 4 и трубы 5 смонтирован подвижный индуктор, состоящий из модулей 6, соединенных между собой гибкой связью.
Каждый из модулей индуктора (фиг.3) набран из отдельных катушек 7, чередующихся с кольцевыми зубцами 8, имеющими радиальную прорезь 9, и размещенных на магнитопроводе 10.
Гибкая связь состоит из верхнего 11 и нижнего 12 хомутов, подвижно установленных с помощью пазов на выступах соседних центрирующих втулок.
На верхней плоскости хомута 11 закреплены токоподводящие кабели 13. При этом для выравнивания токов в фазах индуктора число модулей выбрано кратным числу фаз, а при переходе от одного модуля к другому катушки отдельных фаз поочередно меняются местами. Общее количество модулей индуктора, а значит, и длина двигателя выбираются в зависимости от требуемого тягового усилия.
Электродвигатель может быть оснащен штоком 14 для присоединения его к погружному плунжерному насосу и штоком 15 - для подсоединения к токоподводу. При этом штоки 14 и 15 соединены с индуктором гибкой связью 16 для предотвращения передачи изгибающего момента от погружного насоса и токоподвода на индуктор.
Электродвигатель прошел стендовые испытания и работает следующим образом. При подаче на погружной электродвигатель питания от преобразователя частоты, расположенного на поверхности земли, в многофазной обмотке двигателя появляются токи, создающие бегущее магнитное поле. Это магнитное поле наводит вторичные токи как в высокопроводящем (медном) слое вторичного элемента, так и в стальном корпусе двигателя.
Взаимодействие этих токов с магнитным полем приводит к созданию тягового усилия, под действием которого перемещается подвижный индуктор, воздействующий через тягу на плунжер насоса. В конце хода подвижной части по команде датчиков происходит реверсирование двигателя за счет изменения чередования фаз питающего напряжения. Далее цикл повторяется.
При диаметре двигателя 117 мм, длине индуктора 1400 мм, частоте тока индуктора 16 Гц электродвигатель развивает усилие до 1000 Н и мощность 1,2 кВт при естественном охлаждении и до 1800 Н при масляном.
Таким образом, заявленный двигатель имеет приемлемые технико-экономические характеристики для его использования в комплекте с погружным плунжерным насосом для добычи пластовых жидкостей со средних и больших глубин.
Цилиндрический линейный асинхронный двигатель для привода погружных плунжерных насосов, содержащий цилиндрический индуктор с многофазной обмоткой, выполненный с возможностью осевого перемещения и смонтированный внутри стального вторичного элемента, стальной вторичный элемент представляет собой корпус электродвигателя, внутренняя поверхность которого имеет высокопроводящее в виде слоя меди покрытие, отличающийся тем, что цилиндрический индуктор выполнен из нескольких модулей, набранных из катушек фаз и соединенных между собой гибкой связью, число модулей цилиндрического индуктора кратно числу фаз обмотки, а при переходе от одного модуля к другому катушки фаз уложены с поочередной сменой местоположения отдельных фаз.
www.freepatent.ru
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электроприводов с прямолинейным движением рабочих органов. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель содержит индуктор с трехфазной обмоткой, выполненной в виде катушечных модулей, якорь в виде ферромагнитного стержня с чередующимися ферромагнитными и электропроводящими кольцами. Катушечные модули помещены в разъемные ферромагнитные шпули, которые расположены на одной оси и подключены пакетами на каждую фазу источника трехфазного напряжения при условии nф=1÷n/3, где: nф - количество катушечных модулей, подключенных пакетами, n - общее количество катушечных модулей. Ферромагнитные шпули имеют радиальный разрез и профильное стыкующее соединение. Ферромагнитный стержень выполнен в виде трубы. Разъемные ферромагнитные шпули зафиксированы с торцов крышками, удерживаемыми штангами, которые оснащены подшипниками скольжения. Технический результат заключается в увеличении точности регулирования диапазона скоростей и тягового усилия. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электроприводов с прямолинейным движением рабочих органов.
Известен индуктор цилиндрического линейного электродвигателя [RU №2396679, Н02K 41/02, опубл. 10.08.2010], содержащий корпус, разъемный магнитопровод, кольцевые катушки..
Недостатком данного устройства является сложность и неразборность конструкции, сложность отвода тепла при работе двигателя, отсутствие возможности проведения ремонта и невысокая технологичность сборки, отсутствие регулировки скорости и усилия подачи.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является цилиндрический линейный асинхронный двигатель [RU №2488936, Н02K 41/025, опубл. 27.07.2013], содержащий индуктор с трехфазной обмоткой, выполненной в виде катушечных модулей, чередующихся в осевом направлении с ферромагнитными шайбами, и ферромагнитного ярма. Якорь выполнен в виде ферромагнитного стержня, на котором размещены чередующиеся ферромагнитные и электропроводящие кольца. В якоре выполнено отверстие, внутри которого размещен цилиндр, снабженный рукояткой и состоящий из чередующихся двух видов колец.
Недостатками данного устройства является то, что подвижной частью является индуктор и связанная с этим сложность подачи на нее электроэнергии, сложность изготовления и неразборность конструкции.
Техническим результатом является увеличение точности регулирования диапазона скоростей и тягового усилия и простота разборки двигателя.
Технический результат достигается тем, что в цилиндрическом линейном асинхронном двигателе, содержащем индуктор с трехфазной обмоткой, выполненной в виде катушечных модулей, якорь в виде ферромагнитного стержня с чередующимися ферромагнитными и электропроводящими кольцами, новым является то, что катушечные модули помещены в разъемные ферромагнитные шпули, которые расположены на одной оси и подключены пакетами на каждую фазу источника трехфазного напряжения при условии nф=1÷n/3, где: nф - количество катушечных модулей, подключенных пакетами, n - общее количество катушечных модулей. Также новым является и то, что ферромагнитные шпули имеют радиальный разрез и профильное стыкующее соединение, ферромагнитный стержень выполнен в виде трубы, разъемные ферромагнитные шпули зафиксированы с торцов крышками, удерживаемыми штангами, и для обеспечения плавности хода ферромагнитного стержня крышки оснащены подшипниками скольжения.
Катушечные модули регулируют диапазон скоростей и тягового усилия. Разъемные ферромагнитные шпули обеспечивают простоту разборки двигателя. Радиальный разрез на ферромагнитных шпулях исключает кольцевые токи. Профильное стыкующее соединение обеспечивает сохранение соосности ферромагнитных шпуль. Выполнение ферромагнитного стержня в виде трубы обеспечивает снижение веса и металлоемкость. Для обеспечения плавности хода ферромагнитного стержня крышки оснащены подшипниками скольжения.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен схематично общий вид цилиндрического линейного асинхронного двигателя (продольный разрез). На фиг. 2 изображен вид А на фиг. 1. На фиг. 3 изображен общий вид шпули.
Цилиндрический линейный асинхронный двигатель содержит индуктор с трехфазной обмоткой, выполненной в виде катушечных модулей 1. Якорь выполнен в виде ферромагнитного стержня 2, на котором расположены чередующиеся ферромагнитные 3 и электропроводящие кольца 4. Катушечные модули 1 помещены в разъемные ферромагнитные шпули 5, которые имеют радиальный разрез 6 и профильное стыкующее соединение 7. Разъемные ферромагнитные шпули 5 зафиксированы крышками 8, удерживаемыми штангами 9. Для обеспечения плавности хода ферромагнитного стержня 2 крышки 8 оснащены подшипниками скольжения 10.
При подключении трехфазной обмотки цилиндрического линейного асинхронного двигателя, состоящей из катушечных модулей 1, к источнику напряжения, создается бегущее по оси магнитное поле, пересекающее ферромагнитные 3 и электропроводящие кольца 4 якоря из ферромагнитного стержня 2 и находящиеся в них электродвижущие силы. Под действием этих электродвижущих сил в электропроводящих кольцах 4 якоря цилиндрического линейного асинхронного двигателя потечет ток. В результате взаимодействия бегущего магнитного поля с токами в электропроводящих кольцах 4 якоря из ферромагнитного стержня 2 создается механическое усилие, перемещающее якорь в подшипниках скольжения 10 по направлению бегущего магнитного поля. Для регулирования диапазона скоростей и тягового усилия катушечные модули подключены пакетами на каждую фазу источника трехфазного напряжения при условии nф=1÷n/3, где: nф - количество катушечных модулей, подключенных пакетами; n - общее количество катушечных модулей.
Преимущества заявляемого изобретения заключаются в том, что увеличивается точность регулирования диапазона скоростей и тягового усилия за счет подключения пакетами на каждую фазу источника трехфазного напряжения по одному или несколько катушечных модулей. В результате выполнения ферромагнитного стержня в виде трубы снижается вес и металлоемкость конструкции. Кроме того, модульная конструкция обеспечивает простоту сборки и ремонта.
1. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель, содержащий индуктор с трехфазной обмоткой, выполненной в виде катушечных модулей, якорь в виде ферромагнитного стержня с чередующимися ферромагнитными и электропроводящими кольцами, отличающийся тем, что катушечные модули помещены в разъемные ферромагнитные шпули, которые расположены на одной оси и подключены пакетами на каждую фазу источника трехфазного напряжения при условии nф=1÷n/3, где: nф - количество катушечных модулей, подключенных пакетами, n - общее количество катушечных модулей.
2. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что ферромагнитные шпули имеют радиальный разрез и профильное стыкующее соединение.
3. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что ферромагнитный стержень выполнен в виде трубы.
4. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что разъемные ферромагнитные шпули зафиксированы с торцов крышками, удерживаемыми штангами.
5. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения плавности хода ферромагнитного стержня крышки оснащены подшипниками скольжения.
bankpatentov.ru
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в бесштанговых насосно-скважинных установках для добычи пластовых жидкостей со средних и больших глубин, преимущественно в нефтедобыче. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель содержит цилиндрический индуктор с многофазной обмоткой, выполненной с возможностью осевого перемещения и смонтированной внутри стального вторичного элемента. Стальной вторичный элемент представляет собой корпус электродвигателя, внутренняя поверхность которого имеет высокопроводящее в виде слоя меди покрытие. Цилиндрический индуктор выполнен из нескольких модулей, выбранных из катушек фаз и соединенных между собой гибкой связью. Число модулей индуктора кратно числу фаз обмотки. При переходе от одного модуля к другому катушки фаз уложены с поочередной сменой местоположения отдельных фаз. При диаметре двигателя 117 мм, длине индуктора 1400 мм, частоте тока индуктора 16 Гц электродвигатель развивает усилие до 1000 Н и мощность 1,2 кВт при естественном охлаждении и до 1800 Н при масляном. Технический результат заключается в повышении тягового усилия и мощности на единицу длины двигателя в условиях ограничения по диаметру корпуса. 4 ил.
Изобретение относится к конструкциям погружных цилиндрических линейных асинхронных двигателей (ЦЛАД), используемых в бесштанговых насосно-скважинных установках для добычи пластовых жидкостей со средних и больших глубин, преимущественно в нефтедобыче.
Наиболее распространенным способом добычи нефти является подъем нефти из скважин с помощью штанговых плунжерных насосов, управляемых станками-качалками.
Кроме очевидных недостатков, присущим таким установкам (большие габариты и масса станков-качалок и штанг; износ насосно-компрессорных труб и штанг), существенным недостатком являются также малые возможности для регулирования скорости перемещения плунжера, а значит, и производительности штанговых насосных агрегатов, невозможность работы в наклонных скважинах.
Возможность регулировать эти характеристики позволила бы учитывать естественные изменения дебита скважины в процессе ее эксплуатации и сократить количество типоразмеров насосных агрегатов, используемых для различных скважин.
Известны технические решения по созданию бесштанговых глубинно-насосных установок. Одним из них является использование глубинных насосов плунжерного типа с приводом на основе линейных асинхронных двигателей.
Известна конструкция ЦЛАД, смонтированного в насосно-компрессорной трубе над плунжерным насосом (Ижеля Г.И. и др. «Линейные асинхронные двигатели», Киев, Техника, 1975 г., стр.135) /1/. Известный двигатель имеет корпус, помещенный в него неподвижный индуктор и подвижный вторичный элемент, расположенный внутри индуктора и воздействующий через тягу на плунжер насоса.
Тяговое усилие на подвижном вторичном элементе появляется вследствие взаимодействия наведенных в нем токов с бегущим магнитным полем линейного индуктора, создаваемым многофазными обмотками, соединенными с источником питания.
Такой электродвигатель использован в бесштанговых насосных агрегатах (а.с. СССР №491793, публ. 1975 г.) /2/ и (а.с. СССР №538153, публ. 1976 г.) /3/.
Однако условия эксплуатации погружных плунжерных насосов и линейных асинхронных двигателей в скважине накладывают ограничения на выбор конструкции и размеров электродвигателей. Отличительной особенностью погружных ЦЛАД является ограниченность диаметра двигателя, в частности не превышающего диаметра насосно-компрессорной трубы.
Для таких условий известные электродвигатели имеют относительно низкие технико-экономические показатели:
- к.п.д. и cosϕ уступают аналогичным показателям асинхронных двигателей традиционного исполнения;
- развиваемые ЦЛАД удельные механическая мощность и тяговое усилие (на единицу длины двигателя) относительно малы. Длина двигателя, размещенного в скважине, ограничена длиной насосно-компрессорной трубы (не более 10-12 м). При ограничении длины двигателя трудно достичь требуемого для подъема жидкости давления. Некоторое повышение тягового усилия и мощности возможно только за счет увеличения электромагнитных нагрузок двигателя, что ведет к снижению к.п.д. и уровня надежности двигателей из-за повышенных тепловых нагрузок.
Эти недостатки можно устранить, если выполнить «обращенную» схему «индуктор-вторичный элемент», иными словами индуктор с обмотками разместить внутри вторичного элемента.
Такое исполнение линейного двигателя известно («Индукционные электродвигатели с разомкнутым магнитопроводом». Информэлектро, М., 1974 г., стр.16-17) /4/ и может быть принято в качестве наиболее близкого к заявляемому решению.
Известный линейный двигатель содержит цилиндрический индуктор с обмоткой, смонтированный внутри вторичного элемента, внутренняя поверхность которого имеет высокопроводящее покрытие.
Такое исполнение индуктора по отношению к вторичному элементу было создано для облегчения намотки и монтажа катушек и применялось не в качестве привода для погружных насосов, работающих в скважинах, а для наземного использования, т.е. без жесткого ограничения по габаритам корпуса двигателя.
Задача настоящего изобретения состоит в разработке конструкции цилиндрического линейного асинхронного двигателя для привода погружных плунжерных насосов, который в условиях ограничения по диаметру корпуса двигателя обладает повышенными удельными показателями: тяговым усилием и мощностью на единицу длины двигателя при обеспечении необходимого уровня надежности и заданном энергопотреблении.
Для решения поставленной задачи цилиндрический линейный асинхронный двигатель для привода погружных плунжерных насосов содержит цилиндрический индуктор с обмоткой, смонтированный внутри вторичного элемента, внутренняя поверхность которого имеет высокопроводящее покрытие, при этом индуктор с обмотками выполнен с возможностью осевого перемещения и смонтирован внутри трубчатого корпуса электродвигателя, толщина стальной стенки которого не менее 6 мм, а внутренняя поверхность корпуса покрыта слоем меди толщиной не менее 0,5 мм.
Учитывая неровность поверхности скважин и, как следствие, возможный изгиб корпуса электродвигателя, индуктор электродвигателя следует выполнять состоящим из нескольких модулей, соединенных между собой гибкой связью.
При этом для выравнивания токов по фазам обмотки двигателя число модулей выбрано кратным числу фаз, а при переходе от одного модуля к другому катушки уложены с поочередной сменой местоположения отдельных фаз.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Использование стального корпуса электродвигателя в качестве вторичного элемента позволяет максимально эффективно распорядиться ограниченным пространством скважины. Предельно достижимые значения мощности и усилия двигателя зависят от предельно допустимых электромагнитных нагрузок (плотность тока, индукция магнитного поля) и объема активных элементов (магнитопровод, обмотка, вторичный элемент). Совмещение конструктивного элемента конструкции - корпуса электродвигателя с активным вторичным элементом позволяет увеличить объем активных материалов двигателя.
Увеличение активной поверхности двигателя позволяет повысить тяговое усилие и мощность двигателя на единицу его длины.
Увеличение активного объема двигателя позволяет снизить электромагнитные нагрузки, определяющие тепловое состояние двигателя, от которого зависит уровень надежности.
При этом получение необходимых значений тягового усилия и мощности двигателя на единицу его длины при обеспечении необходимого уровня надежности и заданном энергопотреблении (к.п.д. и cosϕ) в условиях ограничения по диаметру корпуса двигателя достигается оптимальным подбором толщины стальной стенки корпуса двигателя, а также толщины высокопроводящего покрытия его активной зоны - внутренней поверхности корпуса.
Учитывая номинальную скорость перемещения рабочих частей плунжерного насоса, оптимально соответствующую ей скорость бегущего магнитного поля подвижного индуктора, возможные технологические трудности при изготовлении обмоток, приемлемые значения полюсного деления (не менее 0,06-0,10 м) и частоты тока индуктора (не более 20 Гц), параметры по толщине стальной стенки вторичного элемента и медного покрытия выбраны заявленным образом. Эти параметры позволяют в условиях ограничения по диаметру двигателя снизить потери мощности (и, следовательно, повысить к.п.д.) за счет исключения роста тока намагничивания и снижения рассеяния магнитного потока.
Новый технический результат, достигаемый изобретением, заключается в применении обращенной схемы «индуктор-вторичный элемент» для максимально эффективного использования ограниченного пространства скважины при создании цилиндрического линейного асинхронного двигателя с характеристиками, позволяющими использовать его в качестве привода погружных насосов.
Заявленный двигатель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид двигателя с модульным исполнением индуктора, на фиг.2 - то же, разрез по А-А, на фиг.3 изображен отдельный модуль, на фиг.4 - то же, разрез по Б-Б.
Двигатель содержит корпус 1 - стальную трубу диаметром 117 мм, с толщиной стенки 6 мм. Внутренняя поверхность 2 трубы покрыта медью слоем 0,5 мм. Внутри стальной трубы 1 с помощью центрирующих втулок 3 с антифрикционными прокладками 4 и трубы 5 смонтирован подвижный индуктор, состоящий из модулей 6, соединенных между собой гибкой связью.
Каждый из модулей индуктора (фиг.3) набран из отдельных катушек 7, чередующихся с кольцевыми зубцами 8, имеющими радиальную прорезь 9, и размещенных на магнитопроводе 10.
Гибкая связь состоит из верхнего 11 и нижнего 12 хомутов, подвижно установленных с помощью пазов на выступах соседних центрирующих втулок.
На верхней плоскости хомута 11 закреплены токоподводящие кабели 13. При этом для выравнивания токов в фазах индуктора число модулей выбрано кратным числу фаз, а при переходе от одного модуля к другому катушки отдельных фаз поочередно меняются местами. Общее количество модулей индуктора, а значит, и длина двигателя выбираются в зависимости от требуемого тягового усилия.
Электродвигатель может быть оснащен штоком 14 для присоединения его к погружному плунжерному насосу и штоком 15 - для подсоединения к токоподводу. При этом штоки 14 и 15 соединены с индуктором гибкой связью 16 для предотвращения передачи изгибающего момента от погружного насоса и токоподвода на индуктор.
Электродвигатель прошел стендовые испытания и работает следующим образом. При подаче на погружной электродвигатель питания от преобразователя частоты, расположенного на поверхности земли, в многофазной обмотке двигателя появляются токи, создающие бегущее магнитное поле. Это магнитное поле наводит вторичные токи как в высокопроводящем (медном) слое вторичного элемента, так и в стальном корпусе двигателя.
Взаимодействие этих токов с магнитным полем приводит к созданию тягового усилия, под действием которого перемещается подвижный индуктор, воздействующий через тягу на плунжер насоса. В конце хода подвижной части по команде датчиков происходит реверсирование двигателя за счет изменения чередования фаз питающего напряжения. Далее цикл повторяется.
При диаметре двигателя 117 мм, длине индуктора 1400 мм, частоте тока индуктора 16 Гц электродвигатель развивает усилие до 1000 Н и мощность 1,2 кВт при естественном охлаждении и до 1800 Н при масляном.
Таким образом, заявленный двигатель имеет приемлемые технико-экономические характеристики для его использования в комплекте с погружным плунжерным насосом для добычи пластовых жидкостей со средних и больших глубин.
Цилиндрический линейный асинхронный двигатель для привода погружных плунжерных насосов, содержащий цилиндрический индуктор с многофазной обмоткой, выполненный с возможностью осевого перемещения и смонтированный внутри стального вторичного элемента, стальной вторичный элемент представляет собой корпус электродвигателя, внутренняя поверхность которого имеет высокопроводящее в виде слоя меди покрытие, отличающийся тем, что цилиндрический индуктор выполнен из нескольких модулей, набранных из катушек фаз и соединенных между собой гибкой связью, число модулей цилиндрического индуктора кратно числу фаз обмотки, а при переходе от одного модуля к другому катушки фаз уложены с поочередной сменой местоположения отдельных фаз.
www.findpatent.ru
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электроприводов с прямолинейным движением рабочих органов. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель содержит индуктор с трехфазной обмоткой, выполненной в виде катушечных модулей, якорь в виде ферромагнитного стержня с чередующимися ферромагнитными и электропроводящими кольцами. Катушечные модули помещены в разъемные ферромагнитные шпули, которые расположены на одной оси и подключены пакетами на каждую фазу источника трехфазного напряжения при условии nф=1÷n/3, где: nф - количество катушечных модулей, подключенных пакетами, n - общее количество катушечных модулей. Ферромагнитные шпули имеют радиальный разрез и профильное стыкующее соединение. Ферромагнитный стержень выполнен в виде трубы. Разъемные ферромагнитные шпули зафиксированы с торцов крышками, удерживаемыми штангами, которые оснащены подшипниками скольжения. Технический результат заключается в увеличении точности регулирования диапазона скоростей и тягового усилия. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электроприводов с прямолинейным движением рабочих органов.
Известен индуктор цилиндрического линейного электродвигателя [RU №2396679, Н02K 41/02, опубл. 10.08.2010], содержащий корпус, разъемный магнитопровод, кольцевые катушки..
Недостатком данного устройства является сложность и неразборность конструкции, сложность отвода тепла при работе двигателя, отсутствие возможности проведения ремонта и невысокая технологичность сборки, отсутствие регулировки скорости и усилия подачи.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является цилиндрический линейный асинхронный двигатель [RU №2488936, Н02K 41/025, опубл. 27.07.2013], содержащий индуктор с трехфазной обмоткой, выполненной в виде катушечных модулей, чередующихся в осевом направлении с ферромагнитными шайбами, и ферромагнитного ярма. Якорь выполнен в виде ферромагнитного стержня, на котором размещены чередующиеся ферромагнитные и электропроводящие кольца. В якоре выполнено отверстие, внутри которого размещен цилиндр, снабженный рукояткой и состоящий из чередующихся двух видов колец.
Недостатками данного устройства является то, что подвижной частью является индуктор и связанная с этим сложность подачи на нее электроэнергии, сложность изготовления и неразборность конструкции.
Техническим результатом является увеличение точности регулирования диапазона скоростей и тягового усилия и простота разборки двигателя.
Технический результат достигается тем, что в цилиндрическом линейном асинхронном двигателе, содержащем индуктор с трехфазной обмоткой, выполненной в виде катушечных модулей, якорь в виде ферромагнитного стержня с чередующимися ферромагнитными и электропроводящими кольцами, новым является то, что катушечные модули помещены в разъемные ферромагнитные шпули, которые расположены на одной оси и подключены пакетами на каждую фазу источника трехфазного напряжения при условии nф=1÷n/3, где: nф - количество катушечных модулей, подключенных пакетами, n - общее количество катушечных модулей. Также новым является и то, что ферромагнитные шпули имеют радиальный разрез и профильное стыкующее соединение, ферромагнитный стержень выполнен в виде трубы, разъемные ферромагнитные шпули зафиксированы с торцов крышками, удерживаемыми штангами, и для обеспечения плавности хода ферромагнитного стержня крышки оснащены подшипниками скольжения.
Катушечные модули регулируют диапазон скоростей и тягового усилия. Разъемные ферромагнитные шпули обеспечивают простоту разборки двигателя. Радиальный разрез на ферромагнитных шпулях исключает кольцевые токи. Профильное стыкующее соединение обеспечивает сохранение соосности ферромагнитных шпуль. Выполнение ферромагнитного стержня в виде трубы обеспечивает снижение веса и металлоемкость. Для обеспечения плавности хода ферромагнитного стержня крышки оснащены подшипниками скольжения.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен схематично общий вид цилиндрического линейного асинхронного двигателя (продольный разрез). На фиг. 2 изображен вид А на фиг. 1. На фиг. 3 изображен общий вид шпули.
Цилиндрический линейный асинхронный двигатель содержит индуктор с трехфазной обмоткой, выполненной в виде катушечных модулей 1. Якорь выполнен в виде ферромагнитного стержня 2, на котором расположены чередующиеся ферромагнитные 3 и электропроводящие кольца 4. Катушечные модули 1 помещены в разъемные ферромагнитные шпули 5, которые имеют радиальный разрез 6 и профильное стыкующее соединение 7. Разъемные ферромагнитные шпули 5 зафиксированы крышками 8, удерживаемыми штангами 9. Для обеспечения плавности хода ферромагнитного стержня 2 крышки 8 оснащены подшипниками скольжения 10.
При подключении трехфазной обмотки цилиндрического линейного асинхронного двигателя, состоящей из катушечных модулей 1, к источнику напряжения, создается бегущее по оси магнитное поле, пересекающее ферромагнитные 3 и электропроводящие кольца 4 якоря из ферромагнитного стержня 2 и находящиеся в них электродвижущие силы. Под действием этих электродвижущих сил в электропроводящих кольцах 4 якоря цилиндрического линейного асинхронного двигателя потечет ток. В результате взаимодействия бегущего магнитного поля с токами в электропроводящих кольцах 4 якоря из ферромагнитного стержня 2 создается механическое усилие, перемещающее якорь в подшипниках скольжения 10 по направлению бегущего магнитного поля. Для регулирования диапазона скоростей и тягового усилия катушечные модули подключены пакетами на каждую фазу источника трехфазного напряжения при условии nф=1÷n/3, где: nф - количество катушечных модулей, подключенных пакетами; n - общее количество катушечных модулей.
Преимущества заявляемого изобретения заключаются в том, что увеличивается точность регулирования диапазона скоростей и тягового усилия за счет подключения пакетами на каждую фазу источника трехфазного напряжения по одному или несколько катушечных модулей. В результате выполнения ферромагнитного стержня в виде трубы снижается вес и металлоемкость конструкции. Кроме того, модульная конструкция обеспечивает простоту сборки и ремонта.
1. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель, содержащий индуктор с трехфазной обмоткой, выполненной в виде катушечных модулей, якорь в виде ферромагнитного стержня с чередующимися ферромагнитными и электропроводящими кольцами, отличающийся тем, что катушечные модули помещены в разъемные ферромагнитные шпули, которые расположены на одной оси и подключены пакетами на каждую фазу источника трехфазного напряжения при условии nф=1÷n/3, где: nф - количество катушечных модулей, подключенных пакетами, n - общее количество катушечных модулей.
2. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что ферромагнитные шпули имеют радиальный разрез и профильное стыкующее соединение.
3. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что ферромагнитный стержень выполнен в виде трубы.
4. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что разъемные ферромагнитные шпули зафиксированы с торцов крышками, удерживаемыми штангами.
5. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения плавности хода ферромагнитного стержня крышки оснащены подшипниками скольжения.
www.findpatent.ru
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистических
Республик
785931 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено17 ° 04. 78 (21) 2610062/24-11 с присоединением заявки Йо —(23) Приоритет-Опубликоваио 071280. Бюллетень ЙЯ 45 (51)М. Кл.
Н 02 К 41/02
Государственный комитет
СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 313.3 (088.8) Дата опубликования описания 10. 1280 (72) Автор изобретения
ФеК.Лежнин (71) Заявитель (54) ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ЛИНЕЙНЫЯ ДВИГАТЕЛЬ
Изобретение относится к электрооборудованию, а именно к цилиндрическим линейным двигателям, и мо>хет быть использовано в системах электромагнитной транспортировки тел в контейнерах (документов, книг, технологических проб, инструмента), в метрологии (например, для создания ударов при проверке измерителей импульса силы) и в различных ударных механиз- 10 мах.
Известен цилиндрический линейный двигатель, содержащий первичную систему в виде индуктора, набраннбго из чередующихся по длине кольцевых кату- 15 шек и зубцов и вторичную систему в виде бегуна 11 .
Внешняя оболочка индуктора, являющаяся спинкой магнитопровода, выполнена в виде нескольких витков из тран-20 сформаторной стали. Вторичная система ЦЛД контейнер) выполнена в виде алюминиевого цилиндра с ферромагнитным вкладышем.
Потребляя сравнительно большую 25 мощность, известный двигатель позволяет перемещать контейнер лишь на несколько десятков метров.
КПД двигателя весьма низок, так как велик немагнитный зазор между 30 первичной и вторичной системами (большая величина этого зазора обусловлена использованием трубы, являющейся основным элементом жесткости индуктора), весьма значительны и трудозатраты на иэготовление индуктора и несущей (элемент >хесткости) трубы. Эта труба должна быть тонкостенной (с толщиной стенки около одного миллиметра) и иметь продольные пазы.
Цель изобретения — повышение производительности двигателя.
Достигается это тем, что катушки с зубцами скреплены продольными стержнями, расположенными на внутренне . стороне, а в корпусе бегуна выполнены продольные пазы, в которых размещены опоры качения, взаимодействующие со стер>хнями.
На .фиг. 1 показан продольный разрез цилиндрического линейного двигателя: на фиг ° 2 — вид A фиг.1.
Цилиндрический линейный двигатель содержит индуктор, включающий кольцевые катушки 1, промежуточные зубцы
2, продольные стержни 3, винты 4, спинку 5 и каркас, состоящий из фланцев 6 и стержней 7, привернутых к фланцам 6 винтами 8. Бегун 9 имеет
785931 пазы 10, в которых закреплены опоры качения (колеса 11), взаимодействующие со стержнями 3. 1
Работа цилиндрического линейного двигателя заключается в следующем.
При подаче напряжения на катушки 1 (на фиг. 1 и 2 клеммник и выводы катушек не показаны) возникает бегущее магнитное поле. Это поле создает токи в корпусе бегуна 9 (корпус бегуна выполнен из металла, имеющего высокую злектропроводимость). В результате взаимодействия бегущего магйитного поля с полем, образованным токами вторичной системы, возни- f5 кает сила, под действием которой ускоряется бегун 9. Бегун 9 .в индукторе перемещается по направляющим, функции которых при перемещении бегуна 9 в индукторе выполняют стержни 3. Пос- Щ ле выхода из индуктора бегун 9 катится по состыкованным со стержнями
3 направля:ощим трассы до следующего индуктора (направляющие трассы на фиг. 1 и 2 не показаны), затем снова ускоряется и т.д.
Сжатие катушек и зубцов индуктора (при сборке) осуществляется винтами
4. При этом сжимаются и прокладки, прилегающие к фланцам каркаса (прокладки на фиг. 1 и 2 не показаны).
B предлагаемом двигателе по сравнению с прототипом на один-два порядка меньше немагнитный зазор между индуктором (а точнее, зубцами индуктора) и вторичной системой: он составляет десятые и даже сотые доли миллиметра, уменьшено трение вторичной системы о индуктор и направляющиеfòðåíèå качения . Уменьшение зазора и трения обуславливает более высокий КПД предлагаемого двигателя.
Следует отметить, что предложенный цилиндрический линейный двигатель не имеет ни одной детали (узла)
У изготовление которых вызвало бы ощутимые технологические затруднения.
"формула изобретения
Цилиндрическии линейный двигатель, содержащий первичную систему в виде индуктора, набранного из чередующихся по длине кольцевых Kàòóøå
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Микельсон А.Э. и X
Электромагнитная транспортировка тел, Рига, "Зинатне", 1971, с. 82, рис ° 47 (прототип).
785931
Составитель Р.Киселева
Редактор Г.Бельская Техред Е.Гаврилешко Корректор В.Бутяга
Заказ 8858 56 Тираж 783 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ПППП"Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4
www.findpatent.ru
Использование: в системах автоматического регулирования. Сущность изобретения: индуктор двигателя состоит из дисковых катушек, по одной в каждом пазу, отделенных друг от друга дисковыми магнитопроводами. Обмотка возбуждения занимает половину каждого полюсного деления индуктора. На второй половине чередуются обе обмотки управления OVi и ОУ2 таким образом, чтобы машина сохраняла пространственную симметрию. Таким образом осуществляется сложение или вычитание двух управляющих сигналов без использования специального суммирующего устройства . 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
союз советских соци листичЕских
РЕСПУБЛИК (si)s Н 02 К 41/025
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4794772/07 (22) 23.02.90 (46) 15.04.93. Бюл. N 14 (71) Донецкий политехнический институт (72) М,З.Дудник (SU), Саид Мзе (MG) и
Е.Г.Смолюк (SU) (56) "Вопросы теории и проектирования электрических машин". Оптимизация параметров и характеристик". Межвузовский научный сборник. Издательство Саратовского университета, 1986, с. 3 — 8.
Журнал "Электротехника", hb 3, 1980, с.
14-17. (54) Л И Н Е Й Н Ы Й ЦИ Л И Н Д Р И Ч E С КтИ Й
АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Изобретение относится к электротехнике, в частности к линейным электрически приводам, и предназначено для использования в системах автоматического регулирования.
Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей управляемого цилиндрического линейного аСинхронного двигателя.
Предлагаемый электродвигатель изображается чертежами, где на фиг. 1 показана конструкция двигателя; на фиг. 2 приведен возможный вариант исполнения катушки управления, на фиг;3 показано расположение обмоток в пределах одного полюсного деления в зависимости от числа пар полюсов в случае размещения обмоток управления в разных пазах и при общем . количестве пазов Z = 24; на фиг. 4 — схема соединения обмоток электродвигателя в
„„5U 1809508 А1 (57) Использование: в системах автоматического регулирования. Сущность изобретения: индуктор двигателя состоит из дисковых катушек, по одной в каждом пазу, отделенных друг от друга дисковыми магнитопроводами. Обмотка возбуждения занимает половину каждого полюсного деления индуктора. На второй половине чередуются обе обмотки управления ОУ и ОУг таким образом, чтобы машина сохраняла пространственную симметрию. Таким образом осуществляется сложение или вычитание двух управляющих сигналов без использования специального суммирующего устройства. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. случае 2 = 24 и числа пар полюсов р = 3, при размещении обмоток управления в разных пазах; на фиг. 5 приведены структурные схемы автоматизированных электроприводов с использованием управляемых ЦЛАД, на фиг, 6 показана схема размещения обмоток управления в общих пазах.
Предлагаемый электродвигатель имеет QQ два варианта исполнения. В первом вариан- С) те его цилиндрический индуктор 1 состоит из дисковых катушек 4 по одной в каждом Qq пазу, отделенных друг от друга дисковыми шиктованными магнитопроводами 3, имеющими боковые соединения б, выполненные из пластин стали (фиг. 1, вид по А-А), Обмотка возбуждения занимает половину каждого полюсного деления r индуктора. На второй половине чередуются обе обмотки управления ОУ и ОУ2 таким образом, чтобы машина сохраняла пространственную симметрию.
Однако, как видно из фиг. 3, такое исполне1809508
20
30
40
55 ние может быть осуществлено только для определенного числа пазов, приходящихся на полюсноеделение, посколькудля остальных симметрия нарушается. Однако достоинствами данного варианта являются простота конструкции и возможность его получения иэ обыкновенного линейного двигателя без особого конструктивного изменения (фиг. 4).
Для устранения вышеуказанного недостатка предлагается второй вариант, в котором обмотки управления выполнены в виде двух изолированных друг от друга спиральных катушек, расположенных в общих пазах (фиг. 2). В данном случае выбор длины полюсного деления при заданном числе является более широким.
Пространственная симметрия размещения обмоток управления 1 и 2 в пределах половины полюсного деления х по первому варианту достигается лишь в случае если число пазов четное.
Во втором варианте такое условие не требуется, так как каждый паэ содержит две изолированные друг от друга спиральные катушки, одна из которых относится к первой ОУ1, а другая ко второй АУ2. Для выравнивания сопротивления обмоток ОУ1 и ОУ2 (при одинаковом сечении проводников) предлагается осуществлять их электрическое соединение так, как изображено на фиг. 6, т.е. в одном пазу наружный слой спирали относится к обмотке управления
ОУ1, а в следующем пазу наоборот к этой обмотке принадлежит внутренний слой и т.д.
В обоих вариантах вторичный элемент
2 представляет собой стальную трубу с медным покрытием или без него, Работа двигателя предлагаемой конструкции заключается в следующем.
Сигналы, поступающие в обмотки управления, создают пульсирующие магнитные полл. Последние, взаимодействуя с полем обмотки возбуждения, создают два бегущие поля с соответствующими амплитудами и направляем перемещения. Во вторичном элементе эти поля наводят ЭДС и вторичные токи. В результате взаимодействия бегущих полей индуктора с токами, наведенными во вторичном элементе, образуются электромагнитные усилия, результирующее которых направлено в сторону перемещения поля с наибольшей амплитудой, если направления перемещения полей противоположны. В случае, когда направления движения бегущих полей совпадают, усилия действуют согласно. Таким образом, предлагаемый двигвтвль позволяет непосредственно осуществить сложение или вычитание двух сигналов без использования специального суммирующего устройства, в результате чего образуется тяговое усилие для перемещения рабочего органа в требуемом направлении.
Для данного двигателя характерны три режима работы, причем во всех этих режимах обмотка возбуждения включена посто-. янно.
Первый режим — отсутствуют сигналы на обеих обмотках управления, в машине существует лишь пульсирующее поле возбуждения, поэтому вторичная часть находится в неподвижном состоянии, Второй режим — напряжение управления подается к одной обмотке управления, т.е. двигатель работает как обыкновенный двухфазный управляемый асинхронный двигатель. Это означает, что поскольку проводники каждой фазы размещены в пределах половины полюсного деления и токи в них сдвинуты по фазе, TO в воздушном зазоре машины образуется бегущее магнитное поле, картина которого изменяется в зависимости от амплитуды и фазы сигнала управления, что в свою очередь вызывает изменение характеристик двигателя. Тем самым достигается его управление, Третий режим — наличие сигнала на обеих обмотках управления. В этом случае работа двигателя (направление движения, пусковое усилие, скорость) будет зависеть от соотношения и знаков сигналов. .Предложенный электродвигатель прост по конструкции, не имеет принципиальных ограничений по мощности и обладает хорошей управляемостью. Благодаря этому его можно применять в автоматизированных электроприводах с возвратно-поступательным движением органов.
Формула изобретения
1. Линейный цилиндрический асинхронный двигатель, содер>кащий индуктор с обмоткой управления в виде дисковых катушек, соединенных по двухфазной схеме со сдвигом на половину погносного деления, и концентричный им вторичный элемент, отли ю щи и ся тем, что, с целью повышения надежности и расширения эксплуатационных возможностей, он снабжен дополнительной обмоткой управления, витки чередуются с витками первой обмотки управления.
2. Двигатель по и. 1, отличающийся тем, что на одной половине каждого полюсного деления индуктора размещена обмотка возбуждения, а на второй полови е размещены обе обмотки управлени"., причем вторая обмотка управления выполнена в виде дисковых катушек, чередующихся с
1809508
ОЯ
ОЯ»
ОУ2
/ е ов оы г ов о
P=4 дисковыми катушками первой обмотки управления, при этом число зов, занятых обеими обмотками управления, равно числу пазов, занятых обмоткой возбуждения.
3, Двигательпо п.1, отлича ю щи йс я тем, что обе обмотки управления размещены в общих пазах в виде двухслойных изолированных спиральных катушек.
Фиа G
Составитель M.Äóäíèê
Техред M.Mîðãå Hòàë Корректор М,y ä.
Редактор Т.Иванова
Заказ 1290 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4/5 .
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 191
www.findpatent.ru
Уважаемые Клиенты и Партнеры!
Уважаемые Клиенты и Партнеры!
