184146. lajstromszámú szabadalom • Egyenáramú lineáris motor
184 146 A találmány tárgya egyenáramú lineáris motor, amelynek armatúrája jól mágnesezhető acélból készült kör keresztmetszetű rúdból és az arra spirálisan felcsévélt, szövött szigetelésű armatúra tekercselésből, polusrendszere hosszirányban két félbe osztott ferromágneses hengeres csőbe foglalt, az armaturarúd tengelyének irányában egymástól egyenlő távolságra elhelyezett, egyenárammal gerjesztett körgyűrű alakú pólusokból áll. A két rész az armaturatekercselésen a találmány szerinti vas poros műgyanta bevonat kialakítása esetén egymáshoz csapágyazással illeszthető olymódon, hogy az armatúra és a polusrendszer egymáshoz képest az armaturarúd tengelyének irányában elmozdulhat. A bevonat és a csapágyazás hatására közöttük kis mágneses ellenállású, minden irányban egyenletes, koncentrikus légrés biztosítható, valamint az armaturatekercselés rögzítése és megbízható kommutátor kialakítása is megoldást nyer. Az egyenáramú lineáris motor a szakirodalomból jóval kevésbé ismert, mint az aszinkron gépből leképzett párja, az aszinkron lineáris motor. Ezzel összehasonlítva lényegében ugyanazokat az üzemtani és vezérlés-, illetve szabályozástechnikai eltéréseket mutatja, mint amelyek a kiindulásul szolgáló forgógépeknél mutatkoznak. Az egyenáramú lineáris változat nem mutat szél-, vagy végjelenségeket a kiinduló forgógéppel összehasonlítva, mint az aszinkron lineáris motor és működése lényegében megfelel az azonos pólusszámú egyenáramú forgógépnek. Alkalmazására eddig sokkal kevesebb kísérlet történt, mint a ma már helyenként sorozatban gyártott aszinkron lineáris motoréra. Az egyenáramú lineáris motorral kapcsolatos korábbi szabadalmak: 1. 1 199480 sz. angol szabadalom 2. 1 207232 sz. angol szabadalom 3. 2 217788 sz. angol szabadalom 4. 3 533188 sz. USA szabadalom 5. 2 254324 sz. NSzK szabadalom Ezek közül az 1. szabadalom a körkeresztmetszetű ferromágneses anyagból készült, spirálisan betekercselt armaturarúdra, valamint az armaturarudat körülvevő mágnesrendszerre vonatkozik legalább négy pólussal, amely a pólusok között elhelyezkedő, az armaturaruddal koaxiális gerjesztő tekercsekkel és az armaturatekercselés szakaszaival érintkező kefékkel mereven összeszerelt közös szerelvényt alkot, és a két rész egymáshoz képest elmozdulhat. Ezenkívül a szabadalom kiterjed a mágneses kör kialakítására, ezen belül a két pólusból és két végpolusból álló mágnesrendszerre, ez utóbbi esetében a három kefén keresztül történő táplálásra, mozgó mágnesrendszer és rögzített armatúra esetén a gerjesztő tekercsek lengőkábellel, vagy az armaturarúddal párhuzamos sínről történő táplálására, az armaturarúdnak nem körkeresztmetszetű kivitelére, valamint az armaturarúdnak a rúd alatt elhelyezkedő görgőkön történő vezetésére. Az időrendben második 2. szabadalom az armaturarudat gyűrűalakban körülvevő pólusokra vonat3 kozik, amelyeket hengeres külső ház rögzít egymáshoz és köt össze mágnesesen, valamint a pólusokhoz rögzített és kezelőnyílásokon keresztül cserélhető kefékre, továbbá a mágnesrendszert az armaturarudon megvezető, a mágnesrendszer hengeres házának két végét lezáró végpolusokra szerelt tartókban elhelyezkedő tengelyeken forgó, végenkint legalább három szigetelőanyagból készült görgőre. A 3. szabadalmi bejelentés a sima mágnesfelületekre műgyantával rögzített tekercselésre kér szabadalmi védettséget. Feltételezhető, hogy a felsorolt szabadalmak szerint megvalósított egyenáramú lineáris motorok azért nem terjedhettek el és nyertek szélesebbkörű alkalmazást, illetve azért nem kerülhetett sor nagyobb sorozatban történő gyártásukra, mert a bejelentések szerinti megoldásokban üzembiztos működésükhöz, illetve megbízható gyárthatóságukhoz az alább felsorolt problémák megoldása hiányzott. — Nem gondoskodtak a kerület mentén és tengely irányban állandó méretű légrés kialakításáról. Ezek a motorok ugyanis a légrésasszimetriára rendkívül érzékenyek, ennek hatására olyan egyirányú mágneses húzóerők lépnek fel bennük, amelyek a mozgórészt a mozgást vezető elemekhez nyomják, ennek következtében a surlódóerő az egyenletes légrés esetében fellépőnek sokszorosára nő akkor is, ha a mozgórész jól csapágyazott kerekeken vagy görgőkön gördül. — Nem gondoskodtak a pólusok kielégítő szélességéről, a kefék megfelelő kezelhető elhelyezéséről, a gerjesztő tekercselés megfelelő rögzítéséről. Az 1. szabadalom szerinti megoldásban a kefék a gerjesztőtekercsek alatt gyakorlatilag kezelhetetlenül helyezkednek el, a pólusok párhuzamos falúak és ezért túlságosan keskenyek, mert máskülönben a bemutatott megoldásban a gerjesztőtekercseket nem lehetne közéjük helyezni. A 2. szabadalom szerinti megoldásban a kefék nem a semleges vonalban kerülnek elhelyezésre, hanem közvetlenül a gerjesztő tekercsek behelyezése miatt amugyis keskeny pólusok oldalán, emiatt az armatúra tekercselés alig van kihasználva, annak csak egész rövid szakaszaiban folyhat áram. — Mind az 1., mind a 2. szabadalmi leírás említi, hogy kommutátorként az armaturatekercselésnek egy, az armatúra rúd tengelyével párhuzamos csikban lecsupaszított felületét használja, de mivel ennek síkba munkálásáról nem gondoskodik, és a tekercselés kellő rögzítéséről sem az armaturarudon, a kommutátor kellő szilárdsága, mérettartása és felületének simasága nincs megoldva. — Mindegyik megoldás gyengéje, hogy az álló és mozgórész vasteste közötti — az 1. és 2. szabadalom esetében az armaturarúd és a pólusok sima felülete közötti — légrés a forgógépekhez képest igen nagy, mivel az armaturarúd felületére spirálisan felcsévélt tekercselés a két felület közötti rés méretét erősen megnöveli. A forgógépeknél az armaturavastest hornyokat elválasztó fogai, mint a hornyokkal párhuzamosan kapcsolt mágneses vezetőszakaszok, a hornyok légrés növelő hatását igen erősen csökkentik. Az ismertetett megoldásoknál azonban az armaturatekercselés szorosan egymás mellé 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
