SA111320896B1 - محرك خطي توافقي بمغناطيس مغمور من دون نابض - Google Patents

Abstract

يتعلق الاختراع بمحرك خطي توافقي بمغناطيس مغمور من دون نابض. يحتوي المحرك على نظام مغناطيسي مغمور وجزء ثابت stator يمكن تشغيله لإنتاج مجال مغناطيسي متردد يؤثر بقوى محورية مترددة على النظام المغناطيسي المغمور الذي يكون له قوة ذاتية مركزية وصلابة كافية للتناوب بتردد قريب من تردد مصدر التيار المتردد AC.

Description

v al ‏محرك خطي توافقي بمغناطيس مغمور من دون‎

Spring-less buried magnet linear-resonant motor ‏الوصف الكامل‎ خلفية الاختراع تعتبر الضواغط المكبسية المتتاوبة ‎Reciprocating piston compressors‏ من الضواغط شائعة الاستخدام في الثلاجات والفريزرات المنزلية. ‎Jie Ay‏ هذه الضواغط يتم استخدام سنادين في ‎Al‏ الكرتك (ذراع الموتور) ‎crank mechanism‏ لتحريك المكبس ‎piston‏ هذه الكتلة المتحركة ‎١‏ في ضاغط المكبس تتطلب نابض ‎spring‏ لجعل المحرك يعمل بشكل توافقي بتردد قريب من ‏تردد مصدر التيار المتردد ‎alternating current(AC)‏ . ‏ومع ذلك فإن هذه النوابض الآلية تزيد من كتلة الحركة لضاغط المكبس وتجعل ضاغط المكبس ‏أكثر تعقيداً. على سبيل المثال قد تسبب هذه النوابض مشكلات عديدة في التصميم والتي من ‏الصعب تعديلها كما أنها قد تزيد من تآكل الأجزاء الميكانيكية وكذلك قد تزيد من الضوضاء ‎٠‏ السمعية لضاغط المكبس. ‏وبالتالي فهناك حاجة في الصناعة إلى التغلب على العيوب والقيود المذكورة أعلاه. ‏الوصف العام للاختراع ‏يتعلق الاختراع في أحد جوانبه بمحرك يتكون من نظام مغناطيسي مغمور ‎buried‏ وجزء ثابت ‎(Sq stator‏ تشغيله لإنتاج ‎Jae‏ مغناطيسي متردد يبذل قوى محورية متبادلة على نظام ‎٠‏ المغناطيس المغمور الذي يمتلك القوة المركزية الذاتية والصلابة المطلوبة للتتاوب عند تردد قريب ‏من تردد مصدر التيار المتردد ‎alternating current (AC)‏ ‏ويتعلق الاختراع في جانب آخر بضاغط ‎ccompressor‏ ويتكون الضاغط من نظام مغناطيسي ‏مغمور وجزء ثابت واحد على الأقل قابل للتشغيل لإنتاج مجال مغناطيسي متبادل يبذل قوى

. محورية مترددة على نظام المغناطيس المغمور الذي يمتلك 358 مركزية ذاتية والصلابة اللازمة للتناوب عند تردد قريب من تردد مصدر التيار المتبادل ‎LAC‏ علاوةً على ذلك يتكون الضاغط من منظومة مكبس ‎piston assembly‏ موضوعة خلال فتحة نظام المغناطيس المغمور ومتصل تشغيلياً بنظام المغناطيس المغمور. ويتسبب تتاوب نظام المغناطيس المغمور في جعل منظومة ‎٠‏ المكبس الموجود بداخل الاسطوانة ‎alg‏ ضغطاً متذبذباً بداخل الاسطوانة.

وفي جانب ‎Gal‏ يتعلق الاختراع بمحرك ‎Cua motor‏ يتكون المحرك من نظام مغناطيسي مغمور يحتوي على أكثر من مغناطيس ممغنط على شكل حلقة وموضوع محورياً بين الأجزاء الحديدية على شكل الحلقة. كما يتكون المحرك من جزء ثابت واحد على الأقل والذي يتكون بدوره من أسنان جزء ‎stator teeth <ul‏ وملف ‎coil‏ (سلك موصل ملفوف) قابل للتشغيل لإنتاج ‎٠‏ مجال مغناطيسي متبادل يبذل قوى محورية مترددة على النظام المغناطيسي المغمور الذي يمتلك قوة مركزية ذاتية والصلابة اللازمة للتناوب عند تردد المصدر للتيار المتردد. كما يحتوي المحرك على منظومة مكبس موضوعة خلال فتحة النظام المغناطيسي المغمور ومتصلة تشغيلياً بالنظام المغناطيسي المغمور. ويتسبب تتاوب نظام المغناطيس المغمور في جعل تردد مركب المكبس الموجود بداخل اسطوانة يولد ضغط متذبذب بداخل الاسطوانة. ويكون طول سطح كل من أسنان ‎١‏ الجزء الثابت أكبر من مجموع طول الحركة المتكررة للمحرك والسمك المحوري للمغناطيس في النظام المغناطيسي المغمور. ويوضع النظام المغناطيسي المغمور في وضع بالنسبة للجزء الثابت بحيث يتم استغلال المغانئط ‎magnets‏ بشكل كامل؛ بحيث عند الحركة تترك المغانئط نهايات أسنان الجزء الثابت في نفس الوقت؛ ويكون النظام المغناطيسي المغمور متوازياً مع الجزء الثابت ‎cll‏ ويكون كل مغناطيس في النظام المغناطيسي المغمور على نفس المسافة من نهايات

‎٠‏ أسنان ‎gga‏ ثابت واحد على الأقل.

شرح مختصر للرسومات شكل ١أ:-‏ مظهر عام للنظام المغناطيسي المغمور المستخدم في المحرك الخطي التوافقي من دون نابض وفقاً للاختراع . شكل ١ب:-‏ مظهر جانبي لقطعة حديد في النظام المغناطيسي المغمور وفقاً للاختراع. © شكل ١ج:-‏ مظهر جانبي بطول الخط 0 للشكل ‎TY‏ لمغناطيس في نظام المغناطيس المغمور

‎a,‏ للاختراع. شكل ؟أ:- منظر مقطعي لمنظومة الجزء الثابت المغناطيسي المستخدم في المحرك الخطي التوافقي من دون نابض وفقاً للاختراع. شكل "ب:- منظر مقطعي ‎ula‏ لمنظومة الجزءٍ الثابت المغناطيسي وققاً للاختراع.

‎٠‏ شكل ©“:- منظر مقطعي جانبي لضاغط مكبس بما في ذلك المحرك الخطي التوافقي من دون نابض وفقاً للاختراع. شكل 4:- رسم بياني للقوة المركزية للمحرك الخطي التوافقي من دون نابض وققاً للاختراع. يتعلق الاختراع بمحرك ©0010 ‎Jeg‏ وجه الخصوص»؛ بمحرك طنان طولي ‎linear-resonant‏

‎anand ‏وبصورة أكثر‎ .spring-less ‏من دون نابض‎ 0 magnet sere ‏ذي مغناطيس‎ VO ‏أو بمحرك من دون‎ magnetic springs ‏يتعلق هذا الاختراع بمحرك ذي نوابض مغناطيسية‎ ‏على سبيل المثال. فالمحرك من دون‎ compressor ‏ضاغط‎ piston ‏نابض» والذي يحرك مكبس‎ crank ‏الكرنك (ذراع المحرك)‎ LY bearings ‏نابض يلغي الحاجة إلى وجود السنادات‎ ‏في ضاغط المكبس.‎ Bale ‏التي تستخدم‎ complex springs ‏والنوابض المعقدة‎ mechanism

وعند تنفيذ هذا الاختراع؛ يشتمل المحرك من دون النابض على نظام مغناطيسي مغمور له قوة مركزية ذاتية كبيرة وصلابة عالية بشكل كاف والتي تعمل كنابض له صلابة معينة لتحريك مكبس ذي طول معين وتمكين المحرك من دون النابض من أن يكون طناناً ‎resonant‏ عند تردد قريب من تردد المصدر للتيار المتردد. ويعني ذلك أن النظام المغناطيسي يكون له قوة مركزية ‎٠‏ ذاتية ‎Lexie‏ يتحرك خلال دائرة التتاوب الكاملة له والتي يتم قياسها من النقطة المركزية. على سبيل المثال يكون للنظام المغناطيسي نفس القوة المغناطيسية تقريباً التي يتحرك بها بعيداً عن الجزء الثابت ‎le) stator‏ سبيل المثال النقطة المركزية للجزء الثابت) وتجاه الجزء الثابت. بهذه الطريقة يكون لدى المغناطيس المغمور من دون النابض قوة مغناطيسية طولية طوال حركته المتناوبة من وإلى الجزء الثابت والتي تقاس من نقطته المركزية. ويتحقق ذلك عن طريق تصميم ‎٠‏ النظام المغناطيسي المغمور بأبعاد وقياسات هندسية معينة. علاوةً على ذلك وللسماح للمحرك للمحرك الخطي ذي المغانط المغمورة من دون نابض بأن يكون ذا حركة توافقية يتم وضع النظام المغناطيسي المغمور في وضع معين بالنسبة للجزء الثابت بحيث يتم استغلال كل من مغانط النظام المغناطيسي المغمور بشكل كامل وبحيث تترك تلك المغائط الجزء الثابت في نفس الوقت. الشكل ١أ‏ يوضح منظوراً لنظام مغناطيسي مغمور ‎٠٠١‏ للاستخدام في محرك خطي توافقي من ‎٠5‏ دون نابض وفقاً لجوانب هذا الاختراع. ويتضمن النظام المغناطيسي المغمور ‎٠٠١‏ قطع من الحديد على شكل ‎Veo dda‏ 5١٠ب؛‏ ١٠ج‏ ومغائط على شكل حلقة ‎9١١‏ ١٠٠١ب.‏ وتتضمن القطع الحديدية التي على شكل حلقة ‎chee deo‏ ١٠ج‏ جزء يشكل إطار ‎٠١١7‏ ‏وجزء مجوف ‎.١١١‏ في بعض التطبيقات يمكن أن يكون الإطار والجزء المجوف حائط مدبب لتقليل الوزن. ويمكن أن تكون قطعة الحديد 5١٠ب‏ أكبر في الحجم من قطعة الحديد ‎٠١5‏ أو ‎YS‏ #١٠ج.‏ وما زلنا في الشكل رقم ‎oY‏ حيث تكون المغائط ‎٠١١‏ و١١١٠ب‏ مغائط على شكل ‎Als‏

ٍ والتي تكون ممغنطة محورياً ‎Je)‏ سبيل المثال في اتجاه الحركة) وتوضع بين قطع الحديد ‎on hog ٠5‏ و#١٠ج.‏ وهذا التركيب يجعل النظام المغناطيسي المغمور ‎٠٠١‏ قوياً بما يكفي لتحريك مكبس محرك. وبصورة أكثر تحديداً يوضع المغناطيس ١١٠أ‏ بين قطع الحديد ‎Neo‏ ‏و5١٠ب‏ بينما يوضع المغناطيس ١٠١٠١ب‏ بين قطعتي الحديد ١٠٠ب‏ و #١٠ج.‏ ‎eo‏ الشكل ١ب‏ يوضح رؤية لقطعة الحديد ‎٠١١‏ (على سبيل المثال إحدى قطعتي الحديد ‎SIV eo‏ ٠ج)‏ وفقاً لجوانب هذا الاختراع. وفي بعض التطبيقات تشتمل قطعة الحديد ‎Veo‏ على الإطار ‎٠١١7‏ والجزء المجوف 110 وفائدة هذا التركيب أنه يقلل من الوزن الإجمالي ومتطلبات المساحة للنظام المغناطيسي المغمور ‎٠٠١‏ على سبيل المثال. ويمكن أن تتكون قطعة الحديد ‎(ZV roy ب٠١*و( Tro‏ من مركبات مغناطيسية ناعمة؛ على الرغم من توقع وجود مواد ‎٠‏ أخرى في هذا الاختراع. الشكل ١ج‏ يوضح رؤية جزئية متقاطعة للمغناطيس ‎٠١١‏ (أو ١١١ب)‏ على طول الخط أ-أ من ‎A‏ ب بعض التطبيقات قد يكون المغناطيس ‎٠١١‏ على شكل حلقة؛ وهو أبسط وأرخص في الإنتاج من المغناطيس الذي على شكل اسطوانة مثلاً. وقد يتكون المغناطيس ١١٠أ‏ و١١١ب‏ من مغائط النيوديميوم ‎(Neodymium magnets (NdFeB)‏ رغم إمكانية استخدام مواد ‎ve‏ أخرى في هذا الاختراع. الشكل أ يوضح رؤية جزئية منظورية لمركب الجزء الثابت المغناطيسي ‎7٠00‏ للاستخدام في محرك خطي توافقي بمغناطيس مغمور من دون نابض وفقاً للاختراع. وفي هذا التركيب يتضح ربع مركب الجزء الثابت المغناطيسي ‎.7٠١‏ ويشتمل مركب الجزء الثابت المغناطيسي ‎7٠١0‏ على نظام مغناطيسي مغمور ‎٠٠١‏ والموجود في الشكل ١أ؛‏ على سبيل المثال؛ يتضح كربع واحد من ‎٠‏ النظام المغناطيسي المغمور المتضح في الشكل ١أ‏ ومركب جزء ثابت 705. ‎Ly‏ ناقشنا ‎lad‏ v

يتعلق بالشكل ١أ‏ يحتوي النظام المغناطيسي المغمور ‎٠٠١‏ على مغناطيسين ‎IY‏ و١٠1ب‏ موضوعين بين قطع الحديد ‎Veo Yves ee‏ 2 وفي بعض التطبيقات قد يتكون الجزء الثابت ‎Yoo‏ من مركبات مغناطيسية ناعمة ‎Soft Magnetic Composites (SMC)‏ على الرغم من إمكانية وجود مواد أخرى في هذا الاختراع. ويحتوي الجزء الثابت ‎Yeo‏ على ملف ‎To‏ ‏© والذي قد يحتوي على سلك موصل ملفوف تقليدي. نهايات الملف ‎7١5‏ تنتهي في فتحة (غير

ظاهرة) في سطح القطر الخارجي للجزء الثابت ‎Yeo‏ ومتصلة بمصدر التيار المتبادل ‎AC‏ ‏كما ‎daisy‏ مركب الجزء الثابت والجزء المتحرك المشتمل على المغانط ‎٠٠١‏ على جزء ثابت ‎Yao‏ قابل للتشغيل لإنتاج مجال مغناطيسي متردد. ويمكن أن يكون الجزء الثابت 705 جزء ثابت تقليدي يحتوي على أسنان ‎gia‏ ثابت ١٠؟أ‏ و١٠7ب‏ وملف 715. ويوضع المغناطيس ‎١٠١ ٠‏ و١٠١اب‏ على نفس المسافة من أسنان الجزء الثابت ١٠؟أ‏ و١٠7"ب ‎Ay‏ بعض التطبيقات تكون متوازية تماماً أو إلى حد كبير مع أسنان الجزء الثابت ١٠؟أ ‎sa) es‏ هذا التركيب يمكن تحريك المكبس بطاقة تيار متردد صغيرة لأن نظام المغائط المغمورة ‎٠٠١‏ (مثل النابض المغناطيسي) يتحرك بتناوب (قريب من تردد مصدر التيار المتبادل ‎(AC‏ وبذلك ففي ضاغط المكبس تكون هناك حاجة فقط إلى القوة اللازمة ‎baal‏ غاز أو سائل مبرد. وفي ‎٠‏ التشغيل عندما يتم تحفيز الملف ‎7١5‏ بواسطة تيار متردد؛ يتم بذل قوى محورية مترددة على نظام المغناطيس المغمور ‎٠٠١‏ وبالتالي يسبب تحرك نظام المغناطيس المغمور ‎٠٠١‏ بعيداً عن الجزء الثابت ‎Yeo‏ في اتجاه محوري مع القوة اللازمة لضغط الغاز أو سائل التبريد والعودة إلى الجزء الثابت ‎Yeo‏ في مرحلة تمدد. يتم التحكم في حجم القوة المبذولة على نظام المغناطيس المغمور ‎٠٠١‏ وبالتالي المكبس بواسطة حجم التيار أو الجهد المتردد الداخل. بهذه الطريقة ‎٠‏ يتناوب نظام المغناطيس المغمور ‎٠٠١‏ من وإلى النقطة المركزية لأسنان الجزء الثابت ‎Ye‏

A

Aly ٠٠١ ‏بطريقة طولية. وفي بعض التطبيقات يتناوب نظام المغناطيس المغمور‎ TY (Jad dpm ‏ممغنطين محورياً؛ء على‎ Ves أ٠١١ ‏الطريقة التي تجعل المغناطيسين‎ أ؟7٠١ ‏ممغنطين في اتجاه الحركة وكذلك متوازيان إلى درجة كبيرة مع أسنان الجزء الثابت‎ و١٠آب.‏ © الشكل "ب يوضح رؤية مقطعية جانبية لمركب الجزء الثابت والجز المتحرك المشتمل على المغناط ‎Cus LY ee‏ يشتمل مركب الجزء الثابت المغناطيسي ‎Yoo‏ على نظام المغناطيس المغمور ‎٠٠١‏ في الشكل ١أ-١ج‏ و؟ا. وكما ناقشنا أعلاه يحتوي نظام المغناطيس المغمور ‎٠‏ على المغناطيسين ‎٠١١‏ و١١١ب‏ موضوعين بين قطع الحديد ‎٠١‏ و 5١٠٠ب‏ و#١٠ج.‏ وتبرز النهايات المدببة 778 و١٠7؟أ ‎YT‏ و#©؟؟ في قطع الحديد ‎ZV eos) oslo‏ ‎٠‏ مما يقلل من الوزن الإجمالي ومتطلبات المساحة لنظام المغناطيس المغمور ١٠٠؛‏ على سبيل المتال. وتشكل النهايات المدببة ‎OY YT‏ مخروط أو قطعة مخروطية الشكل 5٠٠٠ب‏ والتي تقابل أسفل السطح ‎YE‏ الشكل "ب يوضح رؤية مقطعية جانبية لمركب الجزء الثابت والجز المتحرك المشتمل على المغناط ‎.٠٠١‏ حيث يشتمل مركب الجزء الثابت المغناطيسي ‎٠٠‏ على نظام المغناطيس المغمور ‎٠٠١‏ في الشكل ١أ-١ج‏ و؟ا. وكما ناقشنا أعلاه يحتوي ‎٠‏ نظام المغناطيس المغمور ‎٠٠١‏ على المغناطيسين ‎CVV ٠١١‏ موضوعين بين قطع الحديد ‎٠‏ و#١٠اب‏ و#١٠ج.‏ وتبرز النهايات المدببة 7786 و١7؟أ ‎YY‏ و7750 في قطع الحديد ‎ZY 005 Yeo Thee‏ مما يقلل من الوزن الإجمالي ومتطلبات المساحة لنظام المغناطيس المغمور ‎٠٠١‏ على سبيل المثال. وتشكل النهايات المدببة ‎CYT YT‏ مخروط : أو قطعة مخروطية الشكل ١١٠ب‏ والتي تقابل أسفل السطح ‎Nee‏

كما يشتمل مركب الجزء الثابت والجز المتحرك المشتمل على المغائط ‎٠٠١0‏ على جزء ثابت ‎veo‏ قابل للتشغيل لإنتاج مجال مغناطيسي متردد. وفي التشغيل عندما يتم تحفيز الملف ‎7١١‏ ‏بواسطة تيار متردد؛ يتم بذل قوى محورية مترددة على نظام المغناطيس المغمور ‎٠٠١‏ وبالتالي يسبب تحرك نظام المغناطيس المغمور ‎٠٠١‏ بعيداً عن الجزء الثابت 705 في اتجاه محوري © (على سبيل المثال على طول خط التماتل ‎(Yeo‏ بقوة متناوبة والعودة إلى الجزء الثابت ‎Yeo‏ ‏بنفس ‎sal‏ بناءً على التيار المتبادل ‎LAC‏ بهذه الطريقة يتناوب نظام المغناطيس المغمور ‎٠٠١‏

من ‎ls‏ النقطة المركزية لأسنان الجزء الثابت ١٠؟أ‏ و١٠‏ "ب بطريقة طولية. في التطبيقات التوضيحية يتم توفير كل من النظام المغناطيسي المغمور ‎٠٠١‏ والجزء الثابت ‎Yoo‏ بأبعاد وقياسات هندسية معينة لتمكين المحرك من دفع مكبس بطول معين للحركة المتكررة ‎٠‏ بالقوة اللازمة لتحريك حمل معين ‎Sy‏ يهتز عند تردد قريب من تردد مصدر التيار المتبادل ©م. ويتم توفير الأبعاد المحددة التالية لقياس إطار محدد ذي طول حوالي ‎A‏ ملليمتر للحركة المتكررة» ومع ذلك يجب استيعاب أن هناك أطوال للحركات المتكررة وإطارات أخرى يمكن أن تستخدم نفس فلسفة التصميم. ولتشغيل المحرك بطول تكرار ‎A‏ ملم؛ يمكن أن يتضمن كل من المغناطيسين ‎٠١١‏ و١١١ب‏ سمك محوري أ ‎١١‏ ملم وطول مقطعي ج حوالي 16,7 ملم. ويمكن أن تكون المسافة ب بين سطح النظام المغناطيسي المغمور ‎٠٠١‏ المواجه للجزء الثابت ‎Yao‏ وخط التماتل ‎١9,7 Yio‏ ملم. ا وفي بعض التطبيقات قد تكون المسافة ج للسطح السفلي ‎YE.‏ في قطعة الحديد ‎Veo‏ 7,5 ملم. ويمكن أن يكون العرض المقطعي د لقطعة الحديد 5٠٠ب ‎ple ١5,8‏ ويمكن أن تكون المسافة ‎A‏ بين قمة الحافة المدببة 0 7؟أ أو ١77ب‏ والمغناطيس ١١٠أ‏ أو ١١١٠ب‏ على التوالي

"

*ملم. ويمكن أن تكون المسافة و بين سطح النظام المغناطيسي المغمور ‎٠٠١‏ المواجه للجزء

الثتابت ‎Yoo‏ وأسفل الحافة المدببة 775 أو 775 ‎£,Y‏ ملم.

وفي بعض التطبيقات يمكن أن تكون المسافة ح بين المغناطيس ١١٠أ‏ أو ١١١٠ب‏ وأسفل الحافة

المدببة 775 أو ‎YY‏ على التوالي 7,75 ملم. ويمكن أن تكون المسافة ط بين ‎Ad‏ الحافة المدببة ‎YYo‏ أو 7325 والمغناطيس ‎٠١١‏ أو ١١١٠ب‏ على التوالي 7,78 ملم. ويمكن أن تكون

المسافة ل بين السطح السفلي ‎YE‏ في قطعة الحديد 5١٠ب‏ وخط التماتل ‎٠١ YEO‏ ملم.

وفي بعض التطبيقات؛ فيما يتعلق بالجزء الثابت 00 ‎oY‏ يمكن أن تتضمن كل من أسنان الجزء

الثابت ١٠؟أ‏ و١٠٠7ب‏ طول سطح ي 70.5 ملم. وطول السطح ي مصمم بحيث يكون أكبر

من مجموع طول الحركة المتكررة والعرض المقطعي للمغناطيس أ. وفي هذه الحالة يكون طول ‎٠‏ السطح ي 70,9 ملم وهو بذلك أكبر من مجموع طول الحركة المتكررة ‎(ale A)‏ وعرض

المغناطيس ‎VY)‏ ملم)؛ أي أنه يكون ‎٠١‏ ملم. وقد تكون هناك فجوة هوائية بين الجزء الثابت

75 والنظام المغناطيسي المغمور ‎٠٠١‏ على مسافة ‎+A‏ ملم؛ ويمكن أن تكون هناك فجوة بين

أسنان الجزء الثابت ‎7٠١‏ و١٠٠7ب‏ على مسافة ك 7 ملم. الأبعاد المحددة المذكورة أعلاه تكون

موجودة لقياس محدد ‎A‏ ملم لطول الحركة المتكررة» ولكن ينبغي فهم أنه يمكن استخدام أطوال ‎Ve‏ مختلفة للحركة المتكررة مع أبعاد مختلفة باستخدام نفس الاعتبارات في التصميم.

يوضع النظام المغناطيسي المغمور ‎٠٠١‏ في وضع بالنسبة للجزء الثابت ‎Yeo‏ بحيث يتم

استخدام كل من المغناطيسين ‎1٠١١‏ و١١١ب‏ بشكل كامل وبحيث يتركان نهايات أسنان الجزء

الثابت ‎7٠١‏ و١٠"ب‏ في نفس الوقت؛ على سبيل المثال يكون المغناطيسين ١١٠أ ‎CV es‏

على نفس المسافة من أسنان الجزء الثابت أثناء حركة التبادل. على سبيل ‎JB‏ في بعض © التطبيقات يمكن أن يكون النظام المغناطيسي المغمور ‎٠٠١‏ في توازي تام مع الجزء الثابت

١ ‏على نفس المسافة (على سبيل‎ ب١١١و‎ ٠١١ ‏ويمكن أن يكون كل من المغناطيسين‎ Yeo ‏الثابت ١٠؟أ و١٠7ب. هذه‎ all ‏نصف طول الحركات المتكررة) من نهايات أسنان‎ Jl) ٠٠80 ‏الشروط لاتخاذ وضع على طول أبعاد وقياسات محددة لمركب الجزء الثابت المغناطيسي‎ ‏تسمح للمحرك بأن يكون لديه قوة مركزية ذاتية على طول كامل الحركة المتكررة المحددة؛ وذلك‎ ‏لتوليد الصلابة النابضية المغناطيسية المطلوبة وللاهتزاز بالقرب من تردد مصدر التيار المتبادل‎ ٠

AC

‏بما في ذلك محرك خطي توافقي‎ "٠0٠0 ‏الشكل رقم © يوضح رؤية مقطعية جانبية لضاغط مكبس‎ ‏وفقاً للاختراع. وفي بعض التطبيقات يمكن تنفيذ ضاغط‎ Yeo ‏بمغناطيس من دون نابض‎ ‏في مبرد أو وحدة تكييف للهواء أو ثلاجة أو مضخة هوائية؛ بالرغم من إمكانية‎ ٠٠٠١ ‏المكبس‎ ‏على مركب الجزء الثابت‎ Veo ‏في هذا الاختراع. قد يشتمل المحرك‎ dal ‏تصور طرق أخرى‎ ٠ ‏على النظام المغناطيسي‎ Yio ‏كله. وبالتحديد يمكن أن يشتمل المحرك‎ ٠ ‏المغناطيسي‎ ‏ويمكن أن يشتمل‎ .3٠١ ‏الإطار‎ daly ج١-أ١ ‏كله والموجود في الأشكال‎ ٠٠١ ‏المغمور‎ ‎FY ‏كله في الشكل "أ مثبت في الإطار‎ Yeo ‏على الجزء الثابت‎ Lad Fao ‏المحرك‎ ‏والذي‎ 3٠9 ‏أيضاً على منظومة مكبس‎ Veo ‏في بعض التطبيقات يمكن أن يشتمل المحرك‎ ‏وفي بعض التطبيقات يمكن أن يتكون‎ TYO ‏مع عمود المحرك‎ made 77٠١ ‏يحتوي على مكبس‎ Vo ‏العمود 775 من صلب غير قابل للصداً وغير مغناطيسي لمنع العمود 3785 من أن يدخل‎ ‏في النظام‎ (Se ‏ضمن الدائرة المغناطيسية. ويوضع العمود 775 خلال فتحة (فتحة‎ ‏ويمكن أن يتم الاتصال‎ .٠٠١ ‏ويتصل بالنظام المغناطيسي المغمور‎ ٠٠١ ‏المغناطيسي المغمور‎ ‏بأي طريقة تقليدية مثل اللحام أو الربط أو الاحتكاك؛ الخ. وفي بعض التطبيقات يمكن أن‎

YY linear bearing ‏يتناوب العمود 7726 على سناد طولي‎ ٠

: اوج . جنب ‎BO‏ ‎VY‏ ‏. كما يشتمل الضاغط ‎0١0‏ على اسطوانة 75 تتضمن صمام إدخال 560 ؟ وصمام تفريغ 49 ؟.

وفي بعض التطبيقات يكون المكبس ‎YY.‏ قابل للانزلاق بداخل ‎aud‏ الاسطوانة 5 3. وعندما يتتاوب المكبس ‎YY‏ بداخل الاسطوانة ‎Fro‏ يتم خلق ضغط متذبذب عند نهاية الاسطوانة 2؟؟ ويندفع خارج الضاغط ‎7٠١٠0‏ خلال صمام التفريغ ‎Yeo‏

© عندما يتم تحفيز الجزء الثابت ‎Yeo‏ بواسطة تيار متردد يقوم الجزء الثابت ‎Veo‏ ببذل قوى محورية متبادلة على النظام المغناطيسي المغمور ‎٠٠١‏ ليسبب تحريك النظام المغناطيسي المغمور ‎٠٠١‏ بعيداً عن الجزء الثابت ‎٠05‏ في اتجاه محوري بإتجاه السناد الطولي ١٠؟‏ بالقرب من اسطوانة ‎Tre‏ المحرك ‎Feo‏ ويكون لدى النظام المغناطيسي المغمور ‎٠٠١‏ قوة مركزية ذاتية كافية لإلغاء الحاجة إلى نوابض ميكانيكية لجعل النظام المغناطيسي المغمور ‎٠٠١‏ يهتز

عند تردد قريب من تردد المصدر للتيار المتردد. بعد ذلك يتناوب النظام المغناطيسي المغمور ‎٠‏ أو يرجع إلى الجزء الثابت ‎Je) Yoo‏ سبيل المثال النقطة المركزية للجزء الثابت ‎(Yeo‏ ‏حسب التيار المتبادل ‎LAC‏ وهذه الحركة المتناوبة تسبب تناوب مركب المكبس المتصل ‎7١5‏ في الضاغط ‎Fe‏ وفي بعض التطبيقات يكون السناد الطولي ‎77١‏ للمحرك قابل للتشغيل لدعم النظام المغناطيسي المغمور ‎٠٠١‏ المتصل بمركب المكبس ‎7١١‏ ويتم تثبيته بإحكام في الإطار

‎YY. ve‏ كما أن ‎alll‏ الطولي ‎77١‏ والعمود 75 سوف يضمنان بقاء النظام المغناطيسي المغمور ‎٠٠١‏ في مركز تجويف الجزءٍ الثابت ‎Yoo‏ ‏يسمح تصميم هذا الاختراع بتعديل الكتلة المحركة (على سبيل المثال كتلة النظام المغناطيسي المغمور ‎٠٠١‏ ومركب المكبس ‎)9٠5‏ للعمل عند تردد متوافق مع تردد مصدر التيار المتبادل ‎AC‏ على سبيل المثال لجعل المحرك توافقياً عند ‎4١‏ هرتز تقريباً يمكن أن تكون الكتلة الحركية

‎٠‏ حوالي 0,177 كجم؛ بينما يمكن أن تكون كتلة مركب المكبس ‎١١#‏ ؟ حوالي 0777 كجم.

الشكل رقم ؛ يوضح ‎Lily Lewy‏ للقوة المركزية لمحرك خطي توافقي بمغناطيس مغمور من دون نابض عند تحريك النظام ميكانيكياً من دون تيار ‎(Jab‏ مثل المحرك ذي الرنين الطولي المغناطيسي المغمور من دون نابض ‎To‏ في الشكل ‎oF‏ وفقاً للاختراع. وتكون القوة المركزية على طول المحور لا وبوحدات النيوتن ‎oN)‏ ويكون وضع المحرك (على سبيل المثال نظام ‎٠‏ المغناطيس المغمور ‎٠٠١‏ في الشكل “) على طول المحور ‎X‏ وبوحدات المليمتر. وكما يتضح في الشكل ؛ ووفقاً للحوافز الأولية سوف يكون لدى المحرك ذي الرنين الطولي المغناطيسي المغمور من دون نابض ‎Teo‏ لهذا الاختراع قوة طولية بالنسبة للحركة بعيداً عن النقطة الثابتة؛ على سبيل المثال النقطة المركزية» في كلا الاتجاهين. ومعنى ذلك أن المحرك ذي الرنين الطولي المغناطيسي المغمور من دون نابض سوف يكون لديه قوة حوالي ‎Von‏ نيوتن ‎Eh‏ ‎٠‏ ملليمتر (على سبيل المثال المسافة بإتجاه السناد الطولي ‎77٠‏ بالقرب من الاسطوانة م وبالمتل سوف يكون لدى المحرك ذي الرنين الطولي المغناطيسي المغمور من دون نابض ‎Veo‏ ‏قوة حوالي ‎١5١‏ نيوتن في 4 مليمتر ‎Jo)‏ سبيل المثال المسافة بإتجاه الجزء الثابت ‎(Yeo‏ ‏وبهذه الطريقة سوف يولد المحرك ذي الرنين الطولي المغناطيسي المغمور من دون نابض ‎Yao‏ ‏قوة طولية طوال حركته المتتاوبة» من وإلى الجزء الثابت كما يتم قياسها من النقطة المركزية. ‎١‏ يمكن تشكيل النظام الميكانيكي للمحرك كنظام نابض كتلة. ولذلك يمكن أن يكون السلوك الميكانيكي للمحرك ممثلاً بالمعادلة التالية: ‎+Kx=F,‏ كم + ‎M dx‏ ‎dt dt‏ 0 حيث تمثل ‎M‏ الكتلة المتحركة للمحرك (على سبيل المثال كتلة النظام المغناطيسي المغمور ‎٠‏ ومركب المكبس ‎7١١‏ في الشكل ‎fF‏ وتمتل ‎D‏ مكافئ المضائلة الميكانيكية؛ ويمتل ‎K‏ ‏© صلابة ‎Gall‏ للنظام المغناطيسي المغمور ‎chad]‏ وتمثل 6 الإزاحة اللحظية للنظام

ت" المغناطيسي المغمور للمحرك؛ وتمثل :10 القوة التي يجب أن يوفرها المحرك لتحريك حمل )13 افترضنا حركة موجية (على سبيل المثال ‎FT sin(er)‏ يمكن ‎sale)‏ صياغة المعادلة رقم ‎١‏ كما يلي:

‎MF = lx - Mo’ )x, sin(wr) + Dex, cos(ar)). °‏ يتضح من المعادلة رقم ‎١‏ أن صلابة النابض ‎K‏ يجب أن تكافئ كتلة الحركة ‎M‏ المضاعفة بتردد المصدر المربع 02 للمحرك لتوليد الحد الأدنى من القوة ‎Fm‏ وللعمل بتردد متوافق مع تردد المصدر. ولذلك يمكن أن يعدل تصميم الاختراع من القوة المركزية (أو صلابة النابض ‎(K‏ ‏والكتلة المحركة 11 للعمل بتردد متوافق مع تردد المصدر. على سبيل المثال وكما يتضح في ‎٠‏ الشكل ؛ وعند التشغيل من دون حمل تكون صلابة القوة المركزية الذاتية ‎K‏ (على سبيل المثال انحدار الخط) حوالي £1,018 نيوتن/ملم؛ والكتلة المحركة 14 حوالي 177 كجم مما يجعل المحرك يهتز بحوالي ‎١‏ هرتز. وفي بعض التطبيقات يمكن أن تكون كتلة النظام المغناطيسي

‏المغمور حوالي ‎١,4‏ كجم بينما يمكن أن تكون كتلة مركب المكبس حوالي ‎١777‏ كجم. في بعض التطبيقات؛ بالنسبة لضغط الغازء يمكن تشكيل النظام الميكانيكي للمحرك بحيث تكون ‎٠‏ صلابة النابض > أكبر عندما يتم تحميل المحرك في ضاغط. على سبيل المثال ‎(Say‏ تصميم محرك مستقل للاهتزاز عند حوالي ‎4١‏ هرتزء ولكن عندما يوضع المحرك في ضاغط لتحريك الضاغط فإنه يمكن تصميم هذا النظام للاهتزاز عند حوالي ‎9٠‏ هرتز. لقد تم تقديم الأمثلة السابقة بغرض التفسير والشرح وينبغي ألا تفسر على أنها مقيدة لهذا لاختراع. ‎Las‏ تم شرح الاختراع بالإشارة إلى التطبيقات التمثيلية؛ فإنه يمكن إجراء تغييرات في © إطار عناصر الحماية الملحقة دون الخروج عن جوهر الاختراع. وكذلك فإنه على الرغم من شرح

Yo ‏هذا الاختراع هنا بالإشارة إلى مواد وتطبيقات معينة فإن الاختراع ليس مقتصراً على التفاصيل‎ ‏ا المشروحة هنا وانما يشمل جميع الهياكل والطرق والاستخدامات المرادفة وظيفياً وفقاً لنطاق‎ ‏عناصر الحماية.‎

Claims (1)

1. VY ‏عناصر الحماية‎ : ‏يتكون من‎ amotor ‏محرك‎ -١ ١ ‎٠‏ نظام مغناطيسي مغمور ‎buried magnet system‏ يتكون من مغائنط ‎magnets‏ على شكل : + حلقات ‎washer-shaped‏ والتي تكون ممغنطة محورياً وموضوعة بين قطع الحديد ‎iron pieces‏ ‏؛ التي على شكل حلقة . ‏وجزءٍ ثابت ‎als stator‏ على الأقل يتكون من أسنان جزء ثابت ‎stator teeth‏ وملف ‎coil‏ يمكن ‏> تشغيله لإنتاج مجال مغناطيسي متردد يبذل قوى محورية متبادلة على النظام المغناطيسي ‏+ المغمور الذي يكون ذا قوة مركزية ذاتية وصلابة كافية للتتاوب بتردد قريب من تردد التيار

   ‎. alternating current ‏م المتبادل‎ ‏4 ومنظومة مكبس ‎piston assembly‏ موضوعة خلال فتحة النظام المغناطيسي المغمور ومتصل ‏تشغيلياً بالنظام المغناطيسي ‎pail‏ حيث يسبب تناوب النظام المغناطيسي المغمور تناوب ‎yy‏ منظومة المكبس بداخل الاسطوانة ‎cylinder‏ لتوليد ضغط متذبذب ‎oscillating pressure‏ بداخل ‎yy‏ الاسطوانة؛ حيث يكون طول سطح كل من أسنان الجزء الثابت أكبر من مجموع طول الحركات ‏++ المتكررة ‎stroke length‏ للمحرك والسمك المحوري ‎axial thickness‏ لأحد المغائط في النظام ‎yg‏ المغناطيسي المغمور. ‎١‏ ويوضع النظام المغناطيسي المغمور في وضع بالنسبة للجزء الثابت الواحد على الأقل بحيث يتم ‎y+‏ استغلال المغائط بشكل كامل؛ وبحيث تترك المغانط نهايات أسنان الجزء الثابت في نفس الوقت؛ ‎yy‏ ويكون النظام المغناطيسي المغمور متوازياً مع الجزء الثابت تماماًء ويكون كل مغناطيس في ‏- النظام المغناطيسي المغمور على نفس المسافة من نهايات أسنان الجزء الثابت الواحد على ‏الأقل.