RU2046519C1

RU2046519C1 - Electromagnetic drive

Info

Publication number: RU2046519C1
Application number: RU92015574A
Authority: RU
Inventors: Феликс Ильич Пинский
Original assignee: Феликс Ильич Пинский
Priority date: 1992-12-30
Filing date: 1992-12-30
Publication date: 1995-10-20

Abstract

FIELD: high-speed electromagnetic drives of fuel injectors. SUBSTANCE: electromagnetic drive has armature 1 with poles 3 in the form of internal projections and stator 2 arranged concentrically inside armature and provided with mating poles 4 in the form of external projections with end surfaces, with axial clearance 5 with respect to mating end surfaces of armature poles on side unidirectional with armature effective travel. Windings 6 placed between poles 4 of stator 2 form, together with the latter, alternating-polarity elementary electromagnets for longitudinal displacement of armature 1 relative to stator 2. Projections of pole 4 of stator 2 on plane perpendicular to drive axis partially cover projections of poles 3 of armature 1 on same plane. Armature is split longitudinal and has at least two parts joined together. EFFECT: improved design. 11 cl, 23 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромагнитным приводам, в которых якорь, охватываемый статором, совершает прямолинейное движение, и может найти применение в быстродействующих электромагнитных приводах топливных форсунок и в других областях, требующих высоких скоростей срабатывания при достаточно больших рабочих усилиях привода. The invention relates to electrical engineering, in particular to electromagnetic drives, in which the armature covered by the stator performs a rectilinear movement, and can find application in high-speed electromagnetic drives of fuel injectors and in other areas requiring high response speeds with sufficiently high operating forces of the drive.

Известен электромагнитный привод, содержащий якорь с полюсами в виде внутренних выступов и концентрично размещенный внутри якоря статор с ответными полюсами в виде наружных выступов, имеющих торцовые поверхности, расположенные с осевым зазором относительно ответных торцовых поверхностей полюсов якоря, со стороны, расположенной в направлении рабочего движения якоря. Между полюсами статора размещены обмотки, образующие с полюсами статора элементарные электромагниты с чередующейся полярностью для продольного перемещения якоря относительно статора, при этом проекции полюсов статора на плоскость, перпендикулярную оси привода, частично перекрывают проекции полюсов якоря на ту же плоскость. Этот электромагнитный привод имеет один диаметр по всей длине. Это достигается тем, что якорь и статор выполнены с ответными винтовыми выступами и их обмотки также выполнены по спирали. A known electromagnetic drive containing an anchor with poles in the form of internal protrusions and a stator concentrically placed inside the armature with mating poles in the form of external protrusions having end surfaces located with an axial clearance relative to the mating end surfaces of the armature poles, from the side located in the direction of the working movement of the armature . Between the poles of the stator there are windings forming elementary electromagnets with poles of the stator with alternating polarity for the longitudinal movement of the armature relative to the stator, while the projections of the stator poles on a plane perpendicular to the axis of the drive partially overlap the projections of the armature poles on the same plane. This electromagnetic drive has one diameter along its entire length. This is achieved by the fact that the anchor and the stator are made with reciprocal screw protrusions and their windings are also made in a spiral.

Недостатками этого привода является необходимость в предотвращении вращения якоря относительно статора во избежание изменения величины хода и тяговых параметров. С этой целью необходимо использование направляющих поверхностей. Трение по этим поверхностям, вызванное наличием тангенциальных составляющих электромагнитных сил, приводит к дополнительным потерям. The disadvantages of this drive is the need to prevent rotation of the armature relative to the stator in order to avoid changes in stroke and traction parameters. To this end, the use of guide surfaces is necessary. Friction on these surfaces, caused by the presence of tangential components of electromagnetic forces, leads to additional losses.

Известен электромагнитный привод, содержащий якорь с полюсами в виде внутренних выступов и концентрично размещенный внутри якоря статор с ответными полюсами в виде наружных выступов, имеющих торцовые поверхности, расположенные с осевым зазором относительно ответных торцовых поверхностей полюсов якоря, со стороны, расположенной в направлении рабочего движения якоря. Между полюсами статора размещены обмотки, образующие с полюсами статора элементарные электромагниты с чередующейся полярностью для продольного перемещения якоря относительно статора, при этом проекции полюсов статора на плоскость, перпендикулярную оси привода, частично перекрывают проекции полюсов якоря на ту же плоскость. Электромагнитный привод имеет конические якорь и статор для обеспечения сборки. A known electromagnetic drive containing an anchor with poles in the form of internal protrusions and a stator concentrically placed inside the armature with mating poles in the form of external protrusions having end surfaces located with an axial clearance relative to the mating end surfaces of the armature poles, from the side located in the direction of the working movement of the armature . Between the poles of the stator there are windings forming elementary electromagnets with poles of the stator with alternating polarity for the longitudinal movement of the armature relative to the stator, while the projections of the stator poles on a plane perpendicular to the axis of the drive partially overlap the projections of the armature poles on the same plane. The electromagnetic drive has a tapered anchor and a stator to ensure assembly.

Недостатком этой конструкции является необходимость увеличения диаметра секций электромагнита с целью обеспечения сборки. Это приводит к увеличению массы якоря и снижает быстродействие. Кроме того, увеличение диаметра ведет к росту сопротивления обмоток и повышению тепловых потерь. Введение паразитных короткозамкнутых витков в этой конструкции также увеличивает потери и приводит к снижению быстродействия. The disadvantage of this design is the need to increase the diameter of the sections of the electromagnet in order to ensure assembly. This leads to an increase in the mass of the anchor and reduces speed. In addition, an increase in diameter leads to an increase in the resistance of the windings and an increase in heat loss. The introduction of spurious short-circuited turns in this design also increases losses and leads to a decrease in speed.

В основу изобретения положена задача создания электромагнитного привода, который может быть легко и просто собран при уменьшении радиального габарита и массы якоря. The basis of the invention is the creation of an electromagnetic drive, which can be easily and simply assembled while reducing the radial dimension and weight of the armature.

При такой конструкции обеспечивается простота сборки при одних и тех же поперечных размерах основных деталей привода в продольном направлении. Это объясняется тем, что сборка производится путем соединения деталей якоря в радиальном направлении. При этом, поскольку нет необходимости в увеличении радиального размера деталей (якоря и статора) вдоль привода, уменьшается масса якоря, что весьма важно с точки зрения быстродействия и потребляемой мощности, а также необходимого охлаждения обмоток. Указанные преимущества (быстродействие и снижение требований к охлаждению) усиливаются благодаря снижению интенсивности вихревых токов в магнитопроводе в результате его выполнения разрезным. With this design, ease of assembly with the same transverse dimensions of the main parts of the drive in the longitudinal direction is ensured. This is because the assembly is carried out by connecting the parts of the armature in the radial direction. Moreover, since there is no need to increase the radial size of parts (armature and stator) along the drive, the weight of the armature decreases, which is very important from the point of view of speed and power consumption, as well as the necessary cooling of the windings. These advantages (speed and reduced cooling requirements) are enhanced by reducing the intensity of the eddy currents in the magnetic circuit as a result of its cutting.

Участок якоря предпочтительно представляет собой упруго податливый в продольном направлении элемент, при этом осевые зазоры между полюсами якоря и статора на каждом последующем участке в направлении рабочего движения якоря меньше, чем на предыдущем участке. При таком устройстве увеличивается суммарный ход якоря. Кроме того, обеспечивается возврат якоря в исходное положение без необходимости в отдельной пружине. The armature section is preferably an elastically flexible element in the longitudinal direction, while the axial gaps between the poles of the armature and the stator in each subsequent section in the direction of the working movement of the armature are smaller than in the previous section. With such a device, the total course of the armature increases. In addition, the anchor is returned to its original position without the need for a separate spring.

Якорь может быть выполнен разрезным в поперечном направлении, при этом поверхности разреза проведены через середины полюсов якоря. При такой конструкции упрощается изготовление деталей привода и не создается паразитных стыков на пути магнитного потока. The anchor can be made split in the transverse direction, while the surface of the cut is drawn through the midpoints of the poles of the anchor. With this design, the manufacture of drive parts is simplified and spurious joints are not created in the magnetic flux path.

Якорь может быть выполнен в виде отдельных полюсов и по меньшей мере одного соединительного элемента, объединяющего полюса в одно целое. При этом упрощается конструкция якоря. An anchor can be made in the form of separate poles and at least one connecting element uniting the poles into a single whole. This simplifies the design of the anchor.

Якорь может быть выполнен с короткозамкнутыми витками, расположенными со стороны каждого полюса якоря, противоположной зазору. Короткозамкнутые витки создают дополнительную электромагнитную силу. An anchor can be made with short-circuited turns located on the side of each pole of the anchor opposite the gap. Short-circuited turns create additional electromagnetic force.

Соединительные элементы полюсов якоря могут быть выполнены в виде стяжек, при этом короткозамкнутые витки образуют дистанционные элементы, размещенные между полюсами якоря. При этом упрощается изготовление и сборка и обеспечивается совмещение функций короткозамкнутых витков. The connecting elements of the poles of the armature can be made in the form of couplers, while the short-circuited turns form distance elements placed between the poles of the armature. This simplifies the manufacture and assembly and provides a combination of the functions of short-circuited turns.

При выполнении дистанционных элементов в виде замкнутых в поперечном сечении проставок с пазами в радиальных плоскостях снижаются потери в магнитопроводе. When performing remote elements in the form of spacers closed in cross section with grooves in radial planes, losses in the magnetic circuit are reduced.

В торцовых поверхностях полюсов якоря со стороны, противоположной зазорам, могут быть выполнены пазы, и короткозамкнутые витки по меньшей мере частично входят в эти пазы, при этом якорь имеет по меньшей мере два продольных фиксатора с выступами, а расстояние между соседними выступами фиксатора соответствует расстоянию между короткозамкнутыми витками. При этом упирается сборка и сокращаются габариты благодаря совмещению функций короткозамкнутых витков. Grooves can be made in the end surfaces of the armature poles from the side opposite to the gaps, and short-circuited turns at least partially enter these grooves, while the armature has at least two longitudinal retainers with protrusions, and the distance between adjacent protrusions of the anchor corresponds to the distance between short-circuited turns. At the same time, the assembly is abutted and the dimensions are reduced due to the combination of the functions of short-circuited turns.

Целесообразно разделить якорь в продольном направлении по меньшей мере на два отдельных модуля, соединенных друг с другом с образованием между ними зазорами в осевом направлении, при этом осевые зазоры в каждом последующем модуле в порядке включения в работу больше, чем в предыдущем. При такой конструкции обеспечивается увеличение хода якоря и появляется возможность ступенчатого управления рабочим движением привода. It is advisable to divide the anchor in the longitudinal direction into at least two separate modules, connected to each other with the formation of gaps between them in the axial direction, while the axial gaps in each subsequent module in the order of inclusion in the work more than in the previous one. With this design, an increase in the stroke of the armature is provided and it becomes possible to stepwise control the working movement of the drive.

На фиг. 1 представлен предлагаемый электромагнитный привод, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 вариант предлагаемого электромагнитного привода, продольный разрез; на фиг. 6 разрез Г-Г на фиг. 5; на фиг. 7 разрез Д-д на фиг. 5; на фиг. 8 разрез Е-Е на фиг. 5; на фиг. 9 разрез Ж-Ж на фиг. 7; на фиг. 10 разрез З-З на фиг. 8; на фиг. 11 третий вариант предлагаемого электромагнитного привода, продольный разрез; на фиг. 12 разрез И-И на фиг. 11; на фиг. 13 четвертый вариант предлагаемого электромагнитного привода, продольный разрез; на фиг. 14 разрез К-К на фиг. 13; на фиг. 15 разрез Л-Л на фиг. 13; на фиг. 16 разрез М-М на фиг. 13; на фиг. 17 пятый вариант предлагаемого электромагнитного привода, продольный разрез; на фиг. 18 разрез Н-Н на фиг. 17; на фиг. 19 разрез О-О на фиг. 18; на фиг. 20 шестой вариант предлагаемого электромагнитного привода, продольный разрез; на фиг. 21 разрез П-П на фиг. 20; на фиг. 22 седьмой вариант предлагаемого электромагнитного привода, продольный разрез; на фиг. 23 разрез Р-Р на фиг. 22. In FIG. 1 shows the proposed electromagnetic drive, a longitudinal section; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 1; in FIG. 4, section BB in FIG. 2; in FIG. 5 embodiment of the proposed electromagnetic drive, longitudinal section; in FIG. 6 section GG in FIG. 5; in FIG. 7 section dd in FIG. 5; in FIG. 8 a section EE in FIG. 5; in FIG. 9 section FJ in FIG. 7; in FIG. 10 is a section 3 through 3 of FIG. 8; in FIG. 11 is a third embodiment of the proposed electromagnetic drive, a longitudinal section; in FIG. 12 section II in FIG. eleven; in FIG. 13 is a fourth embodiment of the proposed electromagnetic drive, a longitudinal section; in FIG. 14 is a section KK in FIG. thirteen; in FIG. 15 is a section LL in FIG. thirteen; in FIG. 16 is a section MM in FIG. thirteen; in FIG. 17 is a fifth embodiment of the proposed electromagnetic drive, a longitudinal section; in FIG. 18 is a cross section HH in FIG. 17; in FIG. 19 is a section through O-O in FIG. eighteen; in FIG. 20 is the sixth embodiment of the proposed electromagnetic drive, a longitudinal section; in FIG. 21 section PP in FIG. 20; in FIG. 22 seventh version of the proposed electromagnetic drive, a longitudinal section; in FIG. 23 section PP in FIG. 22.

Электромагнитный привод (фиг. 1 и 2) имеет якорь 1 и статор 2, размещенные концентрично, при этом якорь 1 охватывает статор 2. Якорь 1 имеет полюса 3 в виде внутренних выступов. Статор 2 выполнен с ответными полюсами 4 в виде наружных выступов, имеющих торцовые поверхности (не обозначены), расположенные с осевым зазором 5 относительно ответных торцовых поверхностей полюсов 3 якоря 1, со стороны, расположенной в направлении рабочего движения якоря. Между полюсами 4 статора 2 размещены обмотки 6, образующие с полюсами 4 статора 2 и элементарные электромагниты с чередующейся полярностью для продольного перемещения якоря 1 относительно статора 2. Проекция полюсов 4 статора 2 на плоскость, перпендикулярную оси ОО привода, частично перекрывают проекции полюсов якоря на ту же плоскость. Практически это означает, что наружные размеры полюсов 4 статора 2 больше внутренних размеров полюсов 3 якоря 1. Якорь выполнен разрезным в продольном направлении (фиг. 2) и состоит по меньшей мере из двух соединенных друг с другом частей 7 и 8 (фиг. 2 и 4). Указанное соединение осуществляется любым известным способом, например сваркой, склеиванием и т.п. В данном варианте соединение частей 7 и 8 осуществлено посредством обойм 9, 10 с соединительными винтами 11. В стыках между частями 7 и 8 якоря 1 выполнена электрическая изоляция (не показана) для исключения паразитных короткозамкнутых витков якоря. Способ соединения частей 7, 8 не имеет непосредственного отношения к изобретению. В любом случае независимо от количества частей, на которые разделен якорь, а также от способа их соединения важно, что конструкция собирается при перекрывающих друг друга в радиальном направлении полюсах статора и якоря. Это обеспечивает сокращение радиального габарита привода, который может быть постоянным вдоль оси привода и определяется минимальным необходимым размером электромагнитных обмоток. Очевидно, что движение якоря 1 относительно статора 2 осуществляется по направляющим поверхностям, неподвижным относительно статора. В данном случае для простоты конструкции направляющие поверхности образованы хвостовикам 12, 13 статора 2 (фиг. 1). Хвостовики 12, 13, а также ответные поверхности якоря 1 в его обоймах 9, 10 целесообразно выполнить круглыми. В статоре 2 выполнен по меньшей мере один паз 14 (фиг. 2) для размещения питающих проводников 15, соединенных с обмотками 6 электромагнитов. Направление намотки соседних обмоток 6 статора 2 или порядок их соединения с источником питания (не показан) чередуется так, чтобы магнитные потоки, создаваемые в полюсах 4 соседними обмотками 6, суммировались. Такое выполнение известно. The electromagnetic drive (Fig. 1 and 2) has an armature 1 and a stator 2 arranged concentrically, while the armature 1 covers the stator 2. The armature 1 has poles 3 in the form of internal protrusions. The stator 2 is made with mating poles 4 in the form of external protrusions having end surfaces (not indicated) located with an axial clearance 5 relative to the mating end surfaces of the poles 3 of the armature 1, from the side located in the direction of the working movement of the armature. Between the poles 4 of the stator 2 are placed windings 6, forming with poles 4 of the stator 2 and elementary electromagnets with alternating polarity for the longitudinal movement of the armature 1 relative to the stator 2. The projection of the poles 4 of the stator 2 on a plane perpendicular to the axis of the drive OO partially overlap the projection of the poles of the armature on that same plane. In practice, this means that the external dimensions of the poles 4 of the stator 2 are larger than the internal dimensions of the poles 3 of the armature 1. The armature is split in the longitudinal direction (Fig. 2) and consists of at least two parts 7 and 8 connected to each other (Fig. 2 and 4). The specified connection is carried out in any known manner, for example by welding, gluing, etc. In this embodiment, the connection of parts 7 and 8 is carried out by clips 9, 10 with connecting screws 11. At the joints between parts 7 and 8 of the armature 1, electrical insulation (not shown) is made to exclude spurious short-circuited turns of the armature. The method of joining parts 7, 8 is not directly related to the invention. In any case, regardless of the number of parts into which the armature is divided, as well as the method of their connection, it is important that the structure is assembled with the stator and armature poles overlapping in the radial direction. This provides a reduction in the radial dimension of the drive, which can be constant along the axis of the drive and is determined by the minimum required size of the electromagnetic windings. Obviously, the movement of the armature 1 relative to the stator 2 is carried out along the guide surfaces that are stationary relative to the stator. In this case, for simplicity of design, the guide surfaces are formed by the shanks 12, 13 of the stator 2 (Fig. 1). The shanks 12, 13, as well as the counter surfaces of the anchor 1 in its clips 9, 10, it is advisable to make round. In the stator 2, at least one groove 14 is made (Fig. 2) to accommodate the supply conductors 15 connected to the windings 6 of the electromagnets. The direction of winding the adjacent windings 6 of the stator 2 or the order of their connection with the power source (not shown) is alternated so that the magnetic flux generated in the poles 4 by the adjacent windings 6 are summed. Such an implementation is known.

Другой вариант электромагнитного привода, представленный на фиг. 5 10, отличается тем, что якорь 1 состоит из двух частей 16, 17. Между соседними полюсами 3 якоря 1 у противолежащих торцовых поверхностей полюсов размещены пары витков 18, 19, при этом витки 18, размещенные относительно соответствующих обмоток 6 в сторону рабочего движения якоря 1, выполнены из электропроводного материала, а витки 19 из неэлектропроводного материала (пластмасса, керамика и т.п.). Витки 18, 19 разделены и фиксируются соответствующими выступами (не обозначены) прокладок 20 и 21, размещенных соответственно между частями 16, 17 якоря 1 и в его продольных пазах 22. Витки 18, 19 размещены в поднутрениях 23, 24 полюсов 3 якоря 1. Таким образом, якорь имеет короткозамкнутые витки 18, которые создают дополнительную силу в направлении движения якоря 1 при нарастании магнитного потока в каждой обмотке 6. При такой конструкции фиксация короткозамкнутых витков 18 обеспечивается прокладками 20, 21 с помощью "холостых" витков 19. Зафиксированные в поднутрениях (не обозначены) полюсов 3 витки 18, 19 выполняют дополнительно функцию соединительных элементов для соединения частей 16, 17 якоря. Another embodiment of the electromagnetic drive shown in FIG. 5 to 10, characterized in that the armature 1 consists of two parts 16, 17. Between the adjacent poles 3 of the armature 1 at the opposite end surfaces of the poles are placed a pair of turns 18, 19, while the turns 18 are placed relative to the corresponding windings 6 in the direction of the working movement of the armature 1 are made of electrically conductive material, and the turns 19 are made of non-electrically conductive material (plastic, ceramic, etc.). The coils 18, 19 are separated and fixed by the corresponding protrusions (not indicated) of the gaskets 20 and 21, located respectively between the parts 16, 17 of the armature 1 and in its longitudinal grooves 22. The coils 18, 19 are placed in the undercuts 23, 24 of the poles 3 of the armature 1. Thus Thus, the armature has short-circuited coils 18, which create additional force in the direction of movement of the armature 1 with increasing magnetic flux in each winding 6. With this design, the fixation of short-circuited coils 18 is provided by spacers 20, 21 by means of “idle” coils 19. Fixed in under morning (not designated) pole three windings 18, 19 perform an additional function of connecting elements for connecting the parts 16, 17 of the armature.

В варианте, представленном на фиг. 11 и 12, отличие заключается в том, что якорь 1 выполнен из отдельных частей 23, 24, разделенных в поперечном направлении стыками 25 (фиг. 11), и имеет полюса, каждый из которых образован частями 3а и 3b. Поверхности поперечных разрезов по стыкам 25 проведены через середины полюсов 3 якоря 1 для того, чтобы не создавать дополнительных паразитных стыков на пути магнитного потока. В данном варианте стягивание якоря 1 осуществлено в обойме 26, имеющей резьбу для взаимодействия с нажимной гайкой 27. In the embodiment of FIG. 11 and 12, the difference is that the anchor 1 is made of separate parts 23, 24, separated in the transverse direction by the joints 25 (Fig. 11), and has poles, each of which is formed by parts 3a and 3b. The surfaces of the transverse sections along the joints 25 are drawn through the midpoints of the poles 3 of the armature 1 so as not to create additional spurious joints in the path of the magnetic flux. In this embodiment, the tightening of the armature 1 is carried out in a ferrule 26 having a thread for engagement with the pressure nut 27.

В варианте электромагнитного привода, показанном на фиг. 13 16, отличие заключается в том, что якорь образован собранными в обойме 26 отдельными полюсами 3 и дистанционными элементами или проставками 29 (фиг. 13), образующими короткозамкнутые витки для усиления электромагнитных сил и имеющими прорези 28, 30 (фиг. 13 и 16) для того, чтобы собственно короткозамкнутый виток был размещен относительно обмотки 6 только в сторону рабочего движения якоря 1. In the embodiment of the electromagnetic drive shown in FIG. 13 16, the difference lies in the fact that the anchor is formed by individual poles 3 assembled in a ferrule 26 and distance elements or spacers 29 (Fig. 13), forming short-circuited turns for amplifying electromagnetic forces and having slots 28, 30 (Figs. 13 and 16) so that the actually short-circuited coil was placed relative to the winding 6 only in the direction of the working movement of the armature 1.

В варианте электромагнитного привода, показанном на фиг. 17 19, отличие заключается в том, что якорь образован отдельными полюсами 3, которые имеют на противоположных торцах элементы быстроразъемных соединений, например, типа ласточкина хвоста (не обозначены), и дистанционными кольцами 31 (фиг. 17 и 19) с ответными элементами быстроразъемных соединений (не обозначены). Указанные элементы быстроразъемных соединений выполнены на полюсах 3 только на части их окружности, как показано позицией 32 на фиг. 18, для того, чтобы можно было осуществить сборку. Для сборки якоря используют прокладки 30 (фиг. 18 и 19), имеющие выступы 34 и входящие между полюсами 3 якоря 1. Сборка якоря завершается посредством стяжных элементов 35, 36. In the embodiment of the electromagnetic drive shown in FIG. 17 19, the difference lies in the fact that the anchor is formed by separate poles 3, which have elements of quick couplings at the opposite ends, for example, dovetail type (not indicated), and distance rings 31 (FIGS. 17 and 19) with mating couplings (not marked). These quick disconnect elements are made at the poles 3 only on a part of their circumference, as shown at 32 in FIG. 18 in order to be able to assemble. To assemble the anchor, gaskets 30 are used (Figs. 18 and 19) having protrusions 34 and extending between the poles 3 of the anchor 1. The assembly of the anchor is completed by means of clamping elements 35, 36.

В варианте, представленном на фиг. 20 и 21 отличие заключается в том, что якорь 1 образован упруго податливыми в продольном направлении элементами 37 (фиг. 20), расположенными между полюсами 3 и предпочтительно выполненными за одно целое с ними. Осевые зазоры 5 между полюсами 3 якоря 1 и полюсами 4 статора 2 на каждом последующем участке в направлении рабочего движения якоря меньше, чем на предыдущем участке. Один конец якоря 1 жестко соединен со статором 2 посредством выступа 38 статора 2, входящего в ответный паз якоря 1, а другой конец якоря имеет обойму 39, скользящую по направляющей поверхности хвостовика 12 статора 2. In the embodiment of FIG. 20 and 21, the difference lies in the fact that the armature 1 is formed by elastically pliable in the longitudinal direction elements 37 (Fig. 20) located between the poles 3 and preferably made integrally with them. The axial clearances 5 between the poles 3 of the armature 1 and the poles 4 of the stator 2 in each subsequent section in the direction of the working movement of the armature is less than in the previous section. One end of the armature 1 is rigidly connected to the stator 2 through the protrusion 38 of the stator 2, which is included in the reciprocal groove of the armature 1, and the other end of the armature has a clip 39, sliding along the guide surface of the shank 12 of the stator 2.

В варианте, представленном на фиг. 22 и 23, отличие заключается в том, что якорь размещен в продольном направлении по меньшей мере на два отдельных модуля 40, 41, соединенных друг с другом посредством сопрягающихся частей 43 модуля 40 и 44 модуля 41 с образованием между ними зазора 42 в осевом направлении. При этом осевые зазоры 5 между полюсами 3, 4 в каждом последующем модуле в направлении А рабочего движения меньше, чем в предыдущем. In the embodiment of FIG. 22 and 23, the difference lies in the fact that the anchor is placed in the longitudinal direction on at least two separate modules 40, 41 connected to each other by the mating parts 43 of the module 40 and 44 of the module 41 with the formation of a gap 42 between them in the axial direction. In this case, the axial clearances 5 between the poles 3, 4 in each subsequent module in the direction A of the working movement are less than in the previous one.

Предлагаемый электромагнитный привод (фиг. 1 4) работает следующим образом. The proposed electromagnetic drive (Fig. 1 4) works as follows.

При подаче тока по проводникам 15 к отдельным обмоткам 6 якоря 1 в полюсах 4 статора создаются магнитные потоки, проходящие через зазоры 5 в полюса 3 якоря 1. При этом создается электромагнитная сила, притягивающая полюса якоря к полюсам статора. Осевая составляющая этой силы, параллельна оси ОО электромагнитного привода, вызывает перемещение якоря 1 в направлении, показанном стрелкой А, т.е. в направлении рабочего движения с выборкой зазоров 5. When current is applied through the conductors 15 to the individual windings 6 of the armature 1 in the poles 4 of the stator, magnetic fluxes are created passing through the gaps 5 in the poles 3 of the armature 1. This creates an electromagnetic force that attracts the poles of the armature to the poles of the stator. The axial component of this force, parallel to the axis OO of the electromagnetic drive, causes the armature 1 to move in the direction shown by arrow A, i.e. in the direction of the working movement with a selection of gaps 5.

Вариант, показанный на фиг. 5 10, работает аналогично, с той лишь разницей, что при нарастании магнитных потоков в отдельных электромагнитах в короткозамкнутых витках 18 якоря 1 наводятся токи, которые, взаимодействуя с основными магнитными потоками, создают дополнительные электромагнитные силы, действующие в осевом направлении также по стрелке А. Это повышает быстродействие привода и/или снижает его удельную потребляющую мощность. The embodiment shown in FIG. 5 10, it works similarly, with the only difference being that when magnetic fluxes increase in individual electromagnets in short-circuited turns 18 of armature 1, currents are induced that, interacting with the main magnetic fluxes, create additional electromagnetic forces acting in the axial direction also along arrow A. This increases the speed of the drive and / or reduces its specific power consumption.

Электромагнитный привод, представленный на фиг. 11 и 12, работает как описано выше, с той лишь разницей, что дополнительные стыки 25 между частями якоря, которые облегчают изготовление и сборку якоря 1, не создают дополнительных паразитных сопротивлений в магнитопроводе якоря. The electromagnetic drive shown in FIG. 11 and 12, operates as described above, with the only difference being that the additional joints 25 between the parts of the armature, which facilitate the manufacture and assembly of the armature 1, do not create additional parasitic resistance in the armature core.

Электромагнитный привод, представленный на фиг. 13 16, работает как описано выше со ссылкой на фиг. 5 10, с той лишь разницей, что он имеет паразитные стыки между полюсами 3 якоря 1 и дистанционными элементами, образующими короткозамкнутые витки 29. Однако этот недостаток компенсируется значительным уплотнением изготовления и сборки привода. The electromagnetic drive shown in FIG. 13-16 operates as described above with reference to FIG. 5 10, with the only difference being that it has spurious joints between the poles 3 of the armature 1 and the distance elements forming short-circuited coils 29. However, this drawback is compensated by a significant compaction of the manufacture and assembly of the drive.

Вариант, представленный на фиг. 17 19, работает так же, как и вариант, представленный на фиг. 11 и 12. The embodiment of FIG. 17 19, operates in the same way as the embodiment of FIG. 11 and 12.

Вариант, представленный на фиг. 20 и 21, работает следующим образом
При подаче тока по проводникам 15 к отдельным обмоткам 6 якоря 1 в полюсах 4 статора создаются магнитные потоки, переходящие через зазоры 5 в полюса 3 якоря. При этом создается электромагнитная сила, притягивающая полюса якоря к полюсам статора. Осевая составляющая этой силы, параллельная оси ОО электромагнитного привода, вызывает перемещение якоря 1 в направлении, показанном стрелкой В, т.е. в направлении рабочего движения с выборкой зазоров 5. При этом сжимаются упругие элементы 37, которые при отключении электромагнитных обмоток 6 обеспечивают возврат якоря 1 в исходное положение без необходимости в отдельных средствах возврата. Кроме того, благодаря тому, что зазор 5 уменьшается в направлении рабочего движения якоря, даже при одновременной подаче тока во все обмотки 6, происходит увеличение хода якоря благодаря последовательному уменьшению зазоров в каждом последующем электромагните в направлении стрелки В. Таким образом, перемещение последнего полюса 3 якоря 1 происходит на расстояние, равное его наибольшему зазору 5.The embodiment of FIG. 20 and 21, works as follows
When current is applied through conductors 15 to individual windings 6 of the armature 1, magnetic fluxes are created in the poles 4 of the stator, passing through the gaps 5 to the poles 3 of the armature. This creates an electromagnetic force that attracts the poles of the armature to the poles of the stator. The axial component of this force parallel to the axis OO of the electromagnetic drive causes the armature 1 to move in the direction shown by arrow B, i.e. in the direction of the working movement with a selection of gaps 5. At the same time, the elastic elements 37 are compressed, which, when the electromagnetic windings 6 are turned off, ensure that the armature 1 returns to its original position without the need for separate return means. In addition, due to the fact that the gap 5 decreases in the direction of the working movement of the armature, even with the simultaneous supply of current to all windings 6, there is an increase in the armature stroke due to the successive decrease in the gaps in each subsequent electromagnet in the direction of arrow B. Thus, the movement of the last pole 3 anchors 1 occurs at a distance equal to its largest gap 5.

Вариант, представленный на фиг. 22 и 23, работает подобно представленному на фиг. 20 и 21, но возврат модулей 40, 41 якоря 1 в исходное положение осуществляется общим или отдельными средствами возврата. Зазоры 5 между полюсами модуля 41 больше зазоров между полюсами модуля 40. Этот вариант обеспечивает возможность ступенчатого (по числу модулей якоря 1) перемещения якоря и/или изменения хода путем изменения числа включаемых модулей и работает следующим образом. The embodiment of FIG. 22 and 23, operates similar to that shown in FIG. 20 and 21, but the return of the modules 40, 41 of the armature 1 to its original position is carried out by a common or separate means of return. The gaps 5 between the poles of the module 41 are greater than the gaps between the poles of the module 40. This option provides the possibility of stepwise (in terms of the number of modules of the armature 1) movement of the armature and / or change of stroke by changing the number of switched on modules and works as follows.

При подаче тока по проводникам 15 к обмоткам 6 модуля 40 под действием осевой составляющей электромагнитной силы, притягивающей полюса 3 модуля 40 якоря к полюсам 4 статора, модуль 40 перемещается в направлении, показанном стрелкой А, одновременно перемещая модуль 41 якоря в том же направлении и на то же расстояние. При последующей или одновременной подаче тока к обмоткам 6 модуля 41 он дополнительно перемещается в направлении, показанном стрелкой А в пределах зазора 42 между сопрягающимися частями 43, 44 соответственно модулей 40, 41 на не выбранную при движении модуля 40 часть зазора 5 между полюсами 3 и 4 в модуле 41 якоря. When current is applied through the conductors 15 to the windings 6 of the module 40 under the action of the axial component of electromagnetic force attracting the poles 3 of the armature module 40 to the poles 4 of the stator, the module 40 moves in the direction shown by arrow A, while moving the armature module 41 in the same direction and same distance. During the subsequent or simultaneous supply of current to the windings 6 of the module 41, it additionally moves in the direction shown by the arrow A within the gap 42 between the mating parts 43, 44 of the modules 40, 41, respectively, to the part of the gap 5 between the poles 3 and 4, not selected when the module 40 is moving in module 41 anchors.

Claims

1. ELECTROMAGNETIC DRIVE containing an anchor with poles in the form of internal protrusions and a stator concentrically placed inside the armature of the stator with mating poles in the form of external protrusions having end surfaces located with an axial clearance relative to the mating end surfaces of the armature poles from the side located in the direction of the working movement of the armature , and with windings placed between the stator poles forming elementary electromagnets with alternating polarity with the stator poles for longitudinal movement of the armature relative to the stator, while the projection of the stator poles on a plane perpendicular to the axis of the drive partially overlays the projection of the anchor poles on the same plane, characterized in that at least the armature poles are split in the longitudinal direction and consist of at least two connected to each other elements connecting parts.

2. The drive according to claim 1, characterized in that the anchor is made split in the transverse direction, while the surface of the cut pass through the middle of the poles of the anchor.

3. The drive according to claim 1, characterized in that the anchor is made in the form of individual poles and at least one connecting element uniting the poles into a single unit.

4. The drive on PP. 1 to 3, characterized in that the anchor is made with short-circuited turns located on the side of each pole of the anchor opposite the gap.

5. The drive according to claim 4, characterized in that the connecting elements are made in the form of couplers, while the short-circuited turns form distance elements located between the poles of the armature.

6. The drive according to claim 5, characterized in that the distance elements are made in the form of spacers closed in cross section with grooves in radial planes.

7. The drive according to claim 6, characterized in that in the end surfaces of the poles of the anchor from the side opposite the gaps, grooves are made and short-circuited turns are at least partially included in these grooves, while the anchor has at least two longitudinal clips with protrusions and the distance between adjacent protrusions of the latch corresponds to the distance between the short-circuited turns.

8. The drive according to claim 7, characterized in that the grooves are made in the end surfaces of the armature poles from the gaps, and in these grooves the locking elements are closed in the cross section, while the longitudinal latches are made with additional protrusions for interacting with these locking elements.

9. The drive on PP. 5 to 8, characterized in that the distance elements and poles are made with counterparts of quick disconnect connections with a radial clearance in the open position and a longitudinal section of the armature poles is made in at least two planes with the formation of at least two longitudinal grooves in which the quick-disconnect locking elements are located compounds.

10. The drive on PP. 1 to 9, characterized in that the armature is divided in the longitudinal direction into at least two separate modules connected to each other with the formation of a gap in the axial direction between them, while the axial gaps between the poles in each subsequent module in the direction of the working movement is less than in the previous one.

11. The drive on PP. 1 to 9, characterized in that at least the section of the armature is an element elastically flexible in the longitudinal direction, while the axial clearances between the poles of the armature and the stator in each subsequent section in the direction of the working movement of the armature are smaller than in the previous section.