Возвратно-поступательный электродвигатель - Reciprocating electric motor

Эггер-Электромотор, около 1880 г., в Технический музей Вены

А поршневой электродвигатель это двигатель, в котором якорь движется вперед и назад, а не по кругу. Рано электродвигатели иногда были возвратно-поступательного типа, например, сделанные Дэниел Дэвис в 1840-х гг.^[1] Сегодня поршневые электродвигатели встречаются редко, но у них есть нишевые приложения, например в линейные компрессоры за криогеника^[2]^[3] и как развивающие игрушки.^[4]

История

Дэниел Дэвис^[5] был одним из первых производителей поршневых электродвигателей.^[6]

Как видно из этих примеров, ранние двигатели этого типа часто следовали общей схеме Паровые двигатели дня, просто заменив поршневой цилиндр электромагнитным соленоидом.

Возвратно-поступательный электродвигатель Пейджа 1844 г.
Электромотор Грюля, 1873 г.
Электродвигатель Бурбуса, 1881 г.

Дизайн

поршневой электродвигатель с постоянным магнитом в качестве якоря. Катушка здесь используется для отталкивания и притяжения якоря.

поршневой электродвигатель с ферромагнитным якорем. Катушка здесь используется для притяжения якоря.

В поршневом электродвигателе используется переменный магнитное поле переместить его арматура вперед и назад, а не по кругу, как в обычном электрический двигатель. Один катушка возбуждения может быть размещен на одном конце возможного движения якоря, или катушка возбуждения может использоваться на каждом конце.

Арматура может быть постоянный магнит, и в этом случае катушка или катушки могут оказывать на якорь как силу отталкивания, так и силу притяжения. Если есть две катушки, они будут намотаны и соединены так, чтобы их одинаковые полюса были обращены друг к другу, так что, когда (например) полюса, обращенные к якорю, оба отрицательны, один полюс будет притягивать южный полюс якоря, а другой - отталкивать. его северный полюс. Когда якорь достигает предела своего движения, полярность катушек меняется на обратную.

Якорь может быть изготовлен из ферромагнитный материал, как в электромагнитном соленоид. В этом случае ток в катушках будет меняться между включенным и выключенным, а не между полярностями. Однокатушечный двигатель с немагнитным якорем потребует весна или какой-либо другой механизм «возврата», чтобы отвести якорь от катушки после завершения цикла «притяжения». Стиль "прерывателя" электромеханический зуммер работает по тому же принципу. Двигатель с двумя катушками будет поочередно питать обе катушки. Если двигатель приспособлен производить вращательное движение, возвратный механизм состоит из коленчатый вал и маховик.

Это чрезвычайно простой двигатель, поэтому демонстрационные модели могут быть легко сконструированы для учебных целей.^[4] Как практичный мотор он имеет несколько недостатков. Напряженность магнитного поля быстро падает с увеличением расстояния. В поршневом электродвигателе расстояние между якорем и катушкой возбуждения обязательно должно значительно увеличиваться по сравнению с его минимальным значением; это снижает выходную мощность двигателя и пусковое усилие. Вибрация также является проблемой.

Приложения

Линейные компрессоры

Конструкция линейного компрессора этого типа была произведена Группой криогенного инжиниринга в г. Оксфордский университет.^[7]^[8]

Насосы

Видеть Плунжерный насос

Электробритвы

Немного электробритвы использовать поршневые двигатели.^[9]

Игрушки

Развивающие игрушки могут быть построены как Сделай сам проекты.^[4] Некоторые из них даже были запатентованы (например, один в 1929 г.^[10] еще один в 1963 году^[11]).

Рисунок 1 патента US1721447 - поршневой электродвигатель, имитирующий паровой двигатель.
Рисунок 1 патента US3105162

Смотрите также

Поршневой двигатель