SU1629950A1 - Linear inductor electric motor - Google Patents
Linear inductor electric motor Download PDFInfo
- Publication number
- SU1629950A1 SU1629950A1 SU884443423A SU4443423A SU1629950A1 SU 1629950 A1 SU1629950 A1 SU 1629950A1 SU 884443423 A SU884443423 A SU 884443423A SU 4443423 A SU4443423 A SU 4443423A SU 1629950 A1 SU1629950 A1 SU 1629950A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- phase
- engine
- magnetic cores
- sections
- modules
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 101100476962 Drosophila melanogaster Sirup gene Proteins 0.000 description 1
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Linear Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в линейном прецизионном электроприводе. Целью вл етс повышение точности регулировани силы т ги. Двигатель состоит из зубчатого ферромагнитного статора и подвижного элемента, состо щего из фазных электромагнитных модулей. Каждый модуль включает в себ П-образные магнитопроводы, обмотку управлени и посто нный магнит возбуждени . Магнитопроводы электромагнитных модулей и магнитопровод статора могут быть выполнены в виде секций. Положительный эффект достигаетс за счет того, что по крайней мере два магнитопро- вод щих элемента, принадлежащих одной фазе, смещены один относительно другого вдоль направлени движени на угол (п-+- + 1/4) 2л, где п-любое целое число. 6 з.п. ф-лы, 3 ил. (О С/)The invention relates to electrical engineering and can be used in a linear precision electric drive. The goal is to improve the accuracy of thrust control. The motor consists of a gear ferromagnetic stator and a movable element consisting of phase electromagnetic modules. Each module includes U-shaped magnetic cores, a control winding and a permanent excitation magnet. The magnetic cores of the electromagnetic modules and the magnetic core of the stator can be made in the form of sections. A positive effect is achieved due to the fact that at least two magnetically conducting elements belonging to one phase are displaced from one another along the direction of motion by an angle (n - + - + 1/4) 2n, where n is any integer. 6 hp f-ly, 3 ill. (O S /)
Description
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в линейном прецизионном электроприводе.The invention relates to electrical engineering and can be used in a linear precision electric drive.
Цель изобретени - повышение точности регулировани силы т ги.The purpose of the invention is to improve the accuracy of power control.
На фиг. 1-3 представлены конструктивные варианты двигател .FIG. 1-3 presents constructive options for the engine.
Двигатель содержит ферромагнитный зубчатый статор 1 и подвижный элемент, состо щий из фазных электромагнитных модулей 2-5. Каждый модуль включает в себ П-образные магнитопроводы 6 и 7, обмотку 8 управлени и посто нный магнит 9 возбуждени . Магнитопроводы 6 и 7, магнитопровод статора I могут быть выполнены в виде секций 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15. По крайней мере два магнитопровод щих элемента , принадлежащие одной фазе, смещены друг относительно друга вдоль направлени на угол п + 1/4)2 , где п - любое целое число.The motor comprises a ferromagnetic toothed stator 1 and a movable element consisting of phase electromagnetic modules 2-5. Each module includes U-shaped magnetic cores 6 and 7, a control winding 8 and a permanent excitation magnet 9. The magnetic cores 6 and 7, the magnetic core of the stator I can be made in the form of sections 10 and 11, 12 and 13, 14 and 15. At least two magnetically conducting elements belonging to the same phase are displaced relative to each other along the direction by an angle n + 1 / 4) 2, where n is any integer.
Магнитопровод щими элементами, принадлежащими одной фазе и смещенными друг относительно друга на угол (п±1/4)2 , где п любое целое число, могут быть магнитопроводы 6 и 7 в электромагнитных модул х 2 и 3 (фиг. 1), электромагнитные модули 2 и 5, 3 и 4( фиг. 2), секции 14 и 15 магнитопровода статора 1, секции 10 и 11, 12 и 13 магнитопроводов 6 и 7 электромагнитных модулей 2 и 3 (фиг. 3).Magnetically conductive elements belonging to the same phase and shifted relative to each other by an angle (n ± 1/4) 2, where n is any integer, may be the magnetic cores 6 and 7 in the electromagnetic modules x 2 and 3 (Fig. 1), the electromagnetic modules 2 and 5, 3 and 4 (Fig. 2), sections 14 and 15 of the magnetic circuit of the stator 1, sections 10 and 11, 12 and 13 of the magnetic cores 6 and 7 of the electromagnetic modules 2 and 3 (Fig. 3).
Обмотки двигател запитываютс токами управлени .The motor windings are powered by control currents.
Создаваемый ими магнитный поток будет усиливать поток посто нных магнитов под соответствующими зубцами П-образных магнитопроводов . В результате этого будет возникать сила т ги, действующа на подвижный элемент двигател .The magnetic flux created by them will amplify the flux of permanent magnets under the corresponding teeth of the U-shaped magnetic circuits. As a result, the pulling force acting on the moving element of the engine will occur.
При запитке обмоток двигател синусоидальными токамиWhen powering the motor windings with sinusoidal currents
СЭ ЮSE Yu
со со елco
гА-гс-5ш(ф+ф0), i i0cos(),gA-gc-5sh (f + f0), i i0cos (),
где ф 2л/тл; - угол, определ ющий положение подвижного элемента двигател относительно статора;where f 2l / t; - the angle determining the position of the moving element of the engine relative to the stator;
х - линейное положение подвижного элемента;x is the linear position of the movable element;
i - шаг зубцовой зоны двигател ;i - pitch of the dents zone of the engine;
Ф - начальное смещение; i0 - амплитуда токов управлени представл етс возможным управл ть силой т ги двигател с помощью регулировани амплитуды 10 токов управлени .Ф - initial displacement; i0 is the amplitude of the control currents. It is possible to control the engine thrust power by adjusting the amplitude of the 10 control currents.
Токи управлени гд и i& формируютс в соответствии с информацией о положении подвижного элемента двигател в каждый момент времени.The control currents gd and i & are formed in accordance with the position information of the moving element of the engine at each time point.
При подобном управлении известным линейным индуктором двигателем 1 формируема сила т ги содержит основную составл ющую , пропорциональную амплитуде токов управлени , и дополнительную паразитную составл ющую.With such control of a known linear inductor motor 1, the thrust force generated contains a main component proportional to the amplitude of the control currents and an additional parasitic component.
Предлагаемый двигатель характеризуетс более высокой точностью регулировани силы т ги. Это достигаетс тем, что последовательно и циклично один из магнитопро- водов создает усилие, противоположное направлению движени , за счет чего и достигаетс компенсаци паразитной составл ющей силы т ги.The proposed engine is characterized by a higher accuracy of thrust force control. This is achieved by consistently and cyclically one of the magnetic conductors creating a force opposite to the direction of motion, due to which compensation of the parasitic component of the thrust force is achieved.
В соответствии с известной методикой расчета электромагнитных модулей 2 строитс схема замещени модул . Рабочее усилие модул представл етс как сумма усилий, развиваемых его полюсами. Эти составл ющие т гового усили определ ютс параметрами схемы замещени модул .In accordance with the well-known method of calculating electromagnetic modules 2, a module replacement circuit is constructed. The work force of a module is represented as the sum of the efforts developed by its poles. These components of the pull force are determined by the parameters of the module replacement circuit.
Сначала определ ют силу т ги, развиваемую первым двигателем (фиг. 1).First, the thrust force developed by the first engine is determined (Fig. 1).
Получим, что фазные модули 2 и 3 будут развивать т говые усили We obtain that phase modules 2 and 3 will develop traction efforts.
Ј(«ХФ-Ј)Ј ("HF-Ј)
ЈJ
«л"L
Хсо$2ф;Hso $ 2f;
Щ,U,
«SHfc P-f- -$Ј-"SHfc P-f- - $ Ј-
Х со52ф) ,X so52f)
где ., )&where.,) &
FA, FR и Fm - МДС обмоток 8 управлени и посто нных магнитов 9 возбуждени ;FA, FR and Fm are MDS windings 8 of control and permanent magnets 9 of excitation;
- посто нна составл юща и амплитуда изменени магнитной проводимости зазора; Я.ш и К$- внутренн магнитна проводимость и проводимость рассе ни посто нных магнитов 9.- constant component and amplitude of change of the magnetic conductivity of the gap; Ya.sh and K $ are the internal magnetic conductivity and the conductivity of the scattering of permanent magnets 9.
KfrKfr
00
00
5five
00
5five
00
При формировании МДСWhen forming MDS
СWITH
FA о)гд((ф- у). g- Fe - aii u ijcos(p- Ј-)FA o) gd ((f-y). G-Fe - aii u ijcos (p-Ј-)
двигатель будет развивать силу т гиthe engine will develop the power of gi
))))
содержащую основную составл ющую, пропорциональную амплитуде токов управлени и дополнительную паразитную составл ющую . containing the main component proportional to the amplitude of the control currents and the additional parasitic component.
Далее определ ют силу т ги, развиваемую вторым двигателем (фиг. 2).Next, the thrust force developed by the second engine is determined (Fig. 2).
Модули 2-5 будут развивать т говые усили соответственно равныеModules 2-5 will develop trade-off forces, respectively, equal to
(FmhmSiivp+F2-Ј-sin2 p); ntл(FmhmSiivp + F2-Ј-sin2 p); ntl
F3--4j-F3(FmKmcos p-F3-$jrSin2(p);F3--4j-F3 (FmKmcos p-F3- $ jrSin2 (p);
HI%HI%
(Fmb«s nq +F4-Ј-sin2q);(Fmb "s nq + F4-Ј-sin2q);
Л,L,
F5 -9$- F5(FmKmcos(p-Fs-%-sin2y). niкF5 -9 $ - F5 (FmKmcos (p-Fs -% - sin2y). Nik
где F2, Fa, F и F$ - МДС обмоток управлени модулей 2-5.where F2, Fa, F and F $ are MDS control windings of modules 2-5.
Поскольку однофазные модули 2 и 5,3 и 4 попарно запитываютс одинаковыми токами, то, согласно полученному результату, двигатель будет развивать силу т гиSince the single-phase modules 2 and 5.3 and 4 are fed in pairs by identical currents, then, according to the obtained result, the engine will develop thrust force.
f F2+F3+F4+fs -J|t-/r«A.m(F2-f4)Xf F2 + F3 + F4 + fs -J | t- / r «A.m (F2-f4) X
tt
(F3+F5)cos(f). Следовательно, при формировании МДС(F3 + F5) cos (f). Consequently, when forming MDS
2 (ф+у); /Г3 / 4 Юг0С05(ф + -)2 (f + y); / G3 / 4 Yug0S05 (f + -)
двигатель будет развивать силу т гиthe engine will develop the power of gi
(2)(2)
. VJJgir.. VJJgir.
Г ОМ0 ft Г тАтГ ОМ0 ft Г тАт
Сила т ги пропорциональна амплитуде токов управлени . Паразитна составл юща в т говом усилии двигател отсутствует.The pulling force is proportional to the amplitude of the control currents. The parasitic component in the engine thrust is absent.
Затем определ ют силу т ги, развиваемую двигателем, изображенным на фиг. 3.Then the thrust force developed by the engine shown in FIG. 3
Представим данный двигатель в виде жестко св занных двигателей с общими обмотками управлени . Первый двигатель содержит в качестве П-образных магнитопро- водов секции 10 и 12 модулей 3 и 2 и статорную секцию 15. Второй двигатель соответственно включает секции 11 -14.Imagine this motor as rigidly coupled motors with common control windings. The first engine contains, as U-shaped magnetic conductors, sections 10 and 12 of modules 3 and 2 and a stator section 15. The second engine, respectively, includes sections 11-14.
Получим, что первый и второй двигатели будут развивать т говые усили , равныеWe obtain that the first and second engines will develop traction efforts equal to
Fi - fyj--FmXm(Fn sin(f-{-F& coscp)+Fi - fyj - FmXm (Fn sin (f - {- F & coscp) +
+$Ј(%-®sin2 p, Т2 - -РтКт(РА cos(f-Fe sirup)-+ $ Ј (% - ®sin2 p, T2 - -RtKt (PA cos (f-Fe sirup) -
Л и FA - МДС обмоток управлени . Следовательно, полна сила т ги двигател будет равной L and FA - MDS control windings. Consequently, the full power of the engine gi will be equal to
+ (F sm(cp+Ј)+ + (F sm (cp + Ј) +
(3)(3)
+ Јcos(P+|-)).+ Јcos (P + | -)).
МДС обмоток управлени MDS winding control
ЈЛ ЈЈ
Ј о)/051Хф+у-); 4 w/0cos(cp4-f-)Подставив эти значени МДС в выражение (3), приходим к тому, что двигатель будет развивать силу т ги, описываемую выражением (2). Как и в предыдущем случае паразитна составл юща в т говом усилий двигател отсутствует.Ј o) / 051Hf + y-); 4 w / 0cos (cp4-f-) Substituting these values of MDS in expression (3), we arrive at the fact that the engine will develop the thrust force described by expression (2). As in the previous case, the parasitic component in the engine thrust is absent.
К аналогичному результате приход т при смещении друг относительно друга на угол л/2 секций 10 и 11, 12 и 13 магнито- проводов 6 и 7 в электромагнитных модул х 2 и 3.A similar result occurs when offset relative to each other by an angle l / 2 of sections 10 and 11, 12 and 13 of the magnetic wires 6 and 7 in the electromagnetic modules 2 and 3.
Фазные модули известного двигател развивают т говые усили Phase modules of a known engine develop traction forces.
FA - (FmKmsin( FA - (FmKmsin (
F& (%-F0 (FmumCosy%f-F0sin2cf).F & (% -F0 (FmumCosy% f-F0sin2cf).
В результате этого при формировании МДСAs a result, in the formation of MDS
FA ОМо5Шф, F& Ш0СО5ф,FA OMO5Shf, F & Sh0CO5f,
двигатель развивает силу т ги Fr %+ fc Mo-fy(Fmka-iM0-j -Sin44) (4)the engine develops the power of ti Fr% + fc Mo-fy (Fmka-iM0-j -Sin44) (4)
Сила т ги содержит основную составл ющую , пропорциональную амплитуде токов управлени , и паразитную составл ющую.The pull force contains the main component, which is proportional to the amplitude of the control currents, and the parasitic component.
Ввод т в рассмотрение коэффициент нестабильности т, равный отношению амплитуды паразитной составл ющей силы к основной . Согласно (4) получают, чтоThe coefficient of instability, t, is introduced into consideration, which is equal to the ratio of the amplitude of the parasitic component to the main force. According to (4) get that
и-.«И оф1.and -. "And of1.
6 4FmXm6 4FmXm
Определ ют коэффициенты нестабильности , характеризующие рассмотренные варианты предлагаемого двигател . В соответствии с (1) и (2) получаютThe instability factors that characterize the considered variants of the proposed engine are determined. In accordance with (1) and (2) receive
Аз .9)А-т + АбТ1| 7 / -ГТ -ГгЗГ-Л- . 1 4Л/2Ј0/г,Дт AZ .9) А-т + АбТ1 | 7 / -GT -GGZG-L-. 1 4Л / 2Ј0 / g, Dt
00
Полученный результат непосредственно подтверждает преимущественно второго и третьего вариантов предлагаемого двигател , поскольку их коэффициент нестабильнос- ти равен нулю. Преимущество первого варианта двигател перед известным двигателем реализуетс , когдаThe result obtained directly confirms mainly the second and third variants of the proposed engine, since their coefficient of instability is zero. The advantage of the first variant of the engine over the known engine is realized when
A..A ..
т. е. когда сумма внутренней магнитной проводимости Кт посто нного магнита и проводимость его рассе ни Аб меньше посто нной составл ющей магнитной проводимости рабочего зазора §0.i.e., when the sum of the internal magnetic conductivity KT of the permanent magnet and the conductivity of its scattering Ab is less than the constant component of the magnetic conductivity of the working gap §0.
В насто щее врем нашли широкое применение посто нные магниты на основеNowadays, permanent magnets based on
ферритов бари , редкоземельных металлов (РЗМ). Магнитна проницаемость вещества таких магнитов близка к проницаемости воздуха. Поскольку дл линейных индукторных двигателей характерно, что зазор в зубцовой зоне двигател гораздо меньше толщины используемых посто нных магнитов, то требуемое неравенство (5) всегда будет иметь место.barium ferrites, rare earth metals (REM). The magnetic permeability of the substance of such magnets is close to the permeability of air. Since it is characteristic of linear inductor motors that the gap in the dentate zone of the motor is much smaller than the thickness of the permanent magnets used, the required inequality (5) will always occur.
Таким образом, предлагаемый линейный индукторный двигатель обладает преимущест5 вом перед известным двигателем, поскольку характеризуетс более высокой точностью регулировани силы т ги. При этом первый вариант двигател вл етс наиболее простым конструктивно. Второй вариант двигател обладает тем отличительным свойст0 вом, что при наличии ограничени на ширину двигател он позвол ет добитьс наибольшей силы т ги. Смещение секций магнитопроводов дает возможность получить точность регулировани силы т ги, достигаемую путем удвоени количества модулейThus, the proposed linear inductor motor has the advantage over the known motor, since it is characterized by a higher accuracy of thrust control. In this case, the first engine variant is the simplest structurally. The second variant of the engine has the distinctive feature that, if there is a restriction on the width of the engine, it allows one to achieve the greatest thrust force. The displacement of the sections of the magnetic cores makes it possible to obtain the accuracy of the adjustment of the force of gi achieved by doubling the number of modules
5 и соответствующего их взаимного смещени . Смешение секций магнитопроводов электромагнитов модулей либо секций статора выбираетс с учетом конструктивных особенностей разрабатываемого оборудовани на базе линейных двигателей и технологии изО5 and their relative offset. The mixture of sections of the magnetic circuits of the electromagnets of the modules or sections of the stator is selected taking into account the design features of the developed equipment based on linear motors and ISO technology.
готовлени .cooking.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884443423A SU1629950A1 (en) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | Linear inductor electric motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884443423A SU1629950A1 (en) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | Linear inductor electric motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1629950A1 true SU1629950A1 (en) | 1991-02-23 |
Family
ID=21382528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884443423A SU1629950A1 (en) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | Linear inductor electric motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1629950A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101860174B (en) * | 2010-05-12 | 2012-11-28 | 东南大学 | Complementary type modularization permanent-magnetism linear motor and motor die set formed by same |
-
1988
- 1988-06-21 SU SU884443423A patent/SU1629950A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Афонин А. А., Билозор Р. Р., Гребенников В. В., Дыхненко Ю. И., Мельни- чук Л. П. Электромагнитный привод робо- тотехнических систем. Киев: Наукова думка, 1986, с. 53. Луценок В. Е.,Баль В. Б. Выбор и расчет электромагнитных модулей многокоординатных шаговых двигателей. Труды МЭИ, 1979, № 440, с. 31-37. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101860174B (en) * | 2010-05-12 | 2012-11-28 | 东南大学 | Complementary type modularization permanent-magnetism linear motor and motor die set formed by same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6087742A (en) | Hybrid linear motor | |
| US4563602A (en) | Permanent magnet type stepping motor | |
| US6798089B1 (en) | Forcer and associated three phase linear motor system | |
| US4857786A (en) | Structure of stepping motor and method of driving the stepping motor | |
| DE69121583T2 (en) | COMMUTED MULTI-PHASE RELUCTIVE MOTOR | |
| US3891874A (en) | Compensated reciprocating electrodynamic machine | |
| JPS6341307B2 (en) | ||
| US5087844A (en) | Linear motor | |
| RU2159494C1 (en) | Diode-inductor reluctance motor | |
| US5126606A (en) | Electric drive motor, especially for control and regulation purposes | |
| JPH0135592B2 (en) | ||
| EP0367870B1 (en) | Electric machines | |
| SU1629950A1 (en) | Linear inductor electric motor | |
| JP2785406B2 (en) | Linear servo motor | |
| US3942050A (en) | Linear motor winding | |
| RU2079949C1 (en) | Electrical machine | |
| JPS6111542B2 (en) | ||
| RU2031523C1 (en) | Stepping electric motor | |
| JPH0628502B2 (en) | Linear motor | |
| JP2526819B2 (en) | Linear motor | |
| DE19500095A1 (en) | Switched linear reluctance motor | |
| CN1182302A (en) | Efficient multiple-state electric motor | |
| JPS634414B2 (en) | ||
| JP2782830B2 (en) | Linear servo motor | |
| JPS60200757A (en) | Hybrid type linear pulse motor |