Соломин А., к.т.н.
VP журнал Изобретатель и рационализатор.

Ссылка на первоисточник: Официальный сайт VP журнала Изобретатель и рационализатор.: http://www.i-r.ru/show_arhive.php

         Линейные асинхронные двигатели (ЛАД) позволяют преобразовывать электрическую энергию непосредственно, без использования механических передач в поступательное или возвратно-поступательное перемещение рабочих органов станков, манипуляторов и промышленных роботов. Они находят все большее применение в различных отраслях народного хозяйства, в том числе и на транспорте. Достоинства ЛАД — простота конструкции и надежность в эксплуатации. А недостатки — относительно небольшие значения механических усилий, да и регулировать скорость их движения довольно сложно.В электроприводах с вращательным движением рабочих органов можно увеличить механический момент и регулировать скорость. Для этого вместо асинхронных двигателей с короткозамкнутыми обмотками роторов применяют двигатели с фазными роторами. Подобным образом можно поступить и в линейном электроприводе, если разместить на вторичном элементе машины такую же обмотку, как и на индукторе. Но это значительно усложняет и удорожает ЛАД...

         В Ростовском государственном университете путей сообщения (РГУПС) разработаны конструкции ЛАД с короткозамкнутыми обмотками вторичных элементов, сопротивление которых можно регулировать плавно и в широких пределах (пат. 1823094, 2024168, 2035826 и 2046523). Именно "линейное" расположение индуктора ЛАД и его вторичного элемента позволило предложить новый способ механического регулирования сопротивления короткозамкнутой обмотки вторичного элемента. Этот способ обеспечивает достижение практически тех же результатов, которые можно получить в асинхронной машине с фазным ротором. Простейшая конструктивная схема ЛАД с регулируемым сопротивлением обмотки вторичного элемента показана на рисунке (рис.1), представляющем вид машины спереди. Основная особенность конструкции таких линейных асинхронных двигателей заключается в том, что в пазах сердечника вторичного элемента уложены один над другим изолированные проводники, замкнутые с одной стороны общей электропроводящей шиной, а с другой стороны — цилиндром. Цилиндр установлен с возможностью поворота вокруг своей оси и состоит из изоляционной и электропроводящей частей.

         Регулируемый ЛАД работает следующим образом. При подключении обмотки 2 (рис.1) индуктора к источнику трехфазного напряжения возбуждается бегущее магнитное поле, пересекающее проводники обмотки вторичного элемента 3 и наводящее в них электродвижущие силы. Под действием ЭДС в замкнутых электропроводящей частью цилиндра проводниках потекут токи, которые будут взаимодействовать с бегущим магнитным полем. В результате создается механическое усилие, под действием которого индуктор станет перемещаться в сторону, противоположную бегущему магнитному полю.

         Для повышения пускового усилия увеличивают сопротивление обмотки вторичного элемента. Электропроводящая часть цилиндра замыкает в каждом пазу вторичного элемента только по одному нижнему (или верхнему) проводнику. Чтобы регулировать скорость линейного перемещения, рукоятку цилиндра вращают и увеличивают количество замкнутых в каждом пазу проводников. Сопротивление короткозамкнутой обмотки уменьшается, а скорость ЛАД возрастает. Чтобы расширить диапазон и плавность регулирования скорости, можно увеличить количество проводников, размещенных в каждом пазу магнитопровода вторичного элемента. Для работы ЛАД в номинальном режиме с наивысшим КПД достаточно замкнуть накоротко все проводники обмотки вторичного элемента электрической машины.

         Итак, это простейший и самый наглядный вариант механического регулирования сопротивления короткозамкнутой обмотки вторичного элемента. В РГУПС разработаны и другие способы регулирования, например, предусмотрено замыкание проводников обмотки при помощи магнитоуправляемых контактов (герконов).

         Авторы уверены в перспективности и полезности применения таких ЛАД в промышленности, на транспорте.