двухкоординатный линейный электродвигатель

Формула изобретения

Двухкоординатный линейный электродвигатель, имеющий подвижную часть и два линейных индуктора с электрическими обмотками, отличающийся тем, что индукторы располагаются так, что их продольные оси пересекаются под острым углом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электрическим линейным асинхронным электродвигателям, имеющим подвижную часть, которая совершает движение в двух измерениях по криволинейной траектории, с заданным законом изменения электромагнитного усилия вдоль траектории, предназначенным для привода различного рода обрабатывающих механизмов и технологических устройств, и касается конструкции электродвигателя.

Известен двухкоординатный линейный электродвигатель [патент США US 4788477, Linear Motor - Driven X-Y Table, H 02 k 41/02], который имеет два индуктора, продольные оси которых взаимно перпендикулярны и создают на подвижной части усилия в двух взаимно перпендикулярных направлениях Х и Y. При необходимости создания увеличенного усилия вдоль одного из направлений потребуется увеличить габариты и вес одного из индукторов, который создает усилие вдоль этого направления, что приведет к увеличению габаритов и веса всей установки в целом.

Прототипом предлагаемого изобретения является двухкоординатный линейный электродвигатель [патент Японии JP 62023357 A2, Linear Motor X-Y Table, H 02 k, 33/18, July, 19, 1985]. В этом двигателе подвижная часть также приводится в движение двумя индукторами, продольные оси которых пересекаются под прямым углом и усилия, создаваемые индукторами на подвижной части, также являются ортогональными. При этом, если возникает необходимость увеличения и регулировки усилия вдоль одного из направлений, то необходимо увеличивать габариты и вес одного из индукторов, создающих усилие вдоль этого направления, что приведет к увеличению веса и габаритов всей установки.

Задачей, которая решается в предлагаемом изобретении, является получение увеличенного усилия на подвижной части вдоль одного из направлений без увеличения габаритов и веса установки. Для решения поставленной задачи предлагается двухкоординатный линейный электродвигатель, имеющий подвижную часть и два линейных индуктора с электрическими обмотками, создающими бегущие магнитные поля, причем индукторы располагаются таким образом, что их продольные оси пересекаются под острым углом, меньшим /2.

Предлагаемый двигатель имеет два двусторонних индуктора 1 и 2. Каждый двусторонний индуктор имеет два магнитных сердечника из листовой электротехнической стали 3 и 4. Сердечники каждого индуктора смонтированы так, что между поверхностями сердечников образован воздушный зазор 5. В воздушном зазоре 5 находится подвижная часть двигателя 6, представляющая собой немагнитную металлическую пластину. Пластина имеет две степени свободы в осях координат Х и Y. На поверхностях сердечников, обращенных к воздушным зазорам 5, находятся электрические обмотки 7, 8. В пространстве индукторы 1 и 2 располагаются в одной плоскости, причем их продольные оси 9, 10 пересекаются под острым углом .

Принцип действия электродвигателя заключается в следующем: после включения электрического питания на обмотки индукторов 1 и 2 в воздушных зазорах 5 индукторов создаются бегущие магнитные поля, направление движения которых совпадает с продольными осями индукторов 9, 10. Бегущие магнитные поля индукторов наводят в пластине 6 подвижной части токи, в результате чего на пластине возникают усилия, направленные вдоль продольных осей индукторов. Таким образом, каждый из индукторов создает на пластине подвижной части колебательное усилие вдоль продольной оси индуктора и подвижная часть двигателя будет совершать колебательное движение в плоскости координат Х и Y. Электрические обмотки 7 и 8 индукторов 1 и 2 подключаются к источникам электрического напряжения, которые обеспечивают переключение направления движения магнитных полей индукторов с требуемыми интервалами времени и фазовым сдвигом между ними. Заданный закон изменения результирующего вектора усилия в пространстве (например, увеличение усилия вдоль одного из направлений движения подвижной части) и желаемая траектория движения подвижной части получаются с изменением величины угла пересечения продольных осей индукторов. Максимальное усилие на подвижной части будет получаться вдоль биссектрисы угла между продольными осями индукторов. Увеличение усилия в этом случае не требует увеличения габаритов и веса индукторов.