Электромагнит

 

Использование: в электротехнике, знергомашиностроении. Сущность изобретения состоит в том, что электромагнит снабжен подпружиненным цилиндрическим ползуном , выполненным из ферромагнитного материала и установленным внутри одного из цилиндрических сердечников, один из торцов цилиндрического ползуна выполнен с кольцевым буртиком, взаимодействующим с торцом упомянутого цилиндрического сердечника , а другой торец, обращенный к цилиндрическому плунжеру, выполнен с цилиндрическим выступом, причем площади рабочих поверхностей цилиндрического выступа ползуна и цилиндрического плунжера меньше, чем площади рабочих поверхностей цилиндрического выступа ползуна и цилиндрического плунжера меньше, чем площади рабочих поверхностей цилиндрического выступа ползуна и цилиндрического сердечника, указанная пружина расположена на цилиндрическом ползуне между кольцевым буртиком и цилиндрическим вы-- ступом. 2 ил. ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 F 7/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ, ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4872505/07 (22) 09.10,90 (46) 30.04.93. Бюл, % 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного энергетического машиностроения (72) М,M.Màðêîâ, П.П.Усов, В.В.Воскобойников и В.В,Дельнов (56) Ротерс, Электромагнитные механизмы, М.— Л.: Госэнергоиздат, 1949, с. 251, рис. 10 1

Кожевников С.H. и др. Механизмы. M.

Машиностроение, 1976, с. 709, рис.11 100б (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТ (57) Использование: в электротехнике, энергомашиностроении. Сущность изобретения состоит в том, что электромагнит снабжен подпружиненным цилиндрическим ползуном, выполненным из ферромагнитного маИзобретение относится к электромагнитным устройствам и может быть использовано в электротехнике и энергомашиностроении.

Цель изобретения — увеличение усилия трогания при коммутации обмоток, На фиг,1 изображен электромагнит при крайнем левом положении плунжера; на фиг.2 — то же, при правом крайнем положении плунжера.

Электромагнит содержит внешний цилиндрический корпус 1, расположенный внутри него, внутренний цилиндрический корпус 2, два цилиндрических сердечника 3, 4, установленных в торцах внутреннего цилиндрического корпуса 2, два индуктора, выполненные в виде дисков 5-8 и внешнего

Ы2 18125б4 А1 териала и установленным внутри одного из цилиндрических сердечников, один из торцов цилиндрического ползуна выполнен с кольцевым буртиком, взаимодействующим с торцом упомянутого цилиндрического сердечника, а другой торец, обращенный к цилиндрическому плунжеру, выполнен с цилиндрическим выступом, прйчем площади рабочих поверхностей цилиндрического выступа ползуна и цилиндрического плунжера меньше, чем площади рабочих поверхностей цилиндрического выступа ползуна и цилиндрического плунжера меньше, чем площади рабочих поверхностей цилиндрического выступа ползуна и цилиндрического сердечника, указанная пружина расположена на цилиндрическом ползуне между кольцевым буртиком и цилиндрическим вы- ° ступом. 2 ил. цилиндрического корпуса 1, цилиндрический плунжер 9, установленный во внутреннем цилиндрическом корпусе 2 с а возможностью перемещения, цилиндрический ползун 10. Индукторы снабжены обмотками возбуждения 11, 12. Для исключения шунтирования магнитного потока индукторы разделены между собой немагнитной вставкой 13. Ползун 10 подпружинен к сердечнику 4 пружиной 14. Под воздействием пружины ползун 10 упирается в сердечник 4 э ограничителем (буртом) 15. Цилиндрический выступ 16 ползуна 10 образует с плунжером 9 зазор Ь, а с сердечником 4— зазор Л2. При этом Л q + Л2 = Л, где Лра-. бочий ход плунжера 9, В плунжере 9 со стороны смежных дисков 6 и 7 выполнены

1812564 проточки, при этом длина цилиндрической части плунжера 9 между проточками выполнена меньше суммарной толщины смежных дисков 6 и 7 и расстояния между ними, по крайней мере на величину хода плунжера.

Площадь рабочих поверхностей плунжера 9 и цилиндрического выступа 16 ползуна 10 выполнена меньше площади рабочих поверхностей цилиндрического выступа ползуна и сердечника 4, Злектромагнит работает следующим образом (см. фиг.1), Для выполнения плунжером хода слева направо на обмотку 12 подается напряжение, в результате чего протекающий по обмотке ток создает магнитодвижущую силу и в магнитной системе возникает магнитный поток 9 >, Между плунжером 9 и цилиндрическим выступом

16 ползуна 10 в зазоре Л < возникает усилие, которое совместно с усилием, создаваемым этим потоком в зубцовой зоне, образованной диском 7 и цилиндрической частью плунжера 9 длиной 1, притянет плун>кер 9 к ползуну 10. Затем плунжер 9 и ползун 10 под действием усилия в зазоре Л2, а также под действием усилия, вызываемого модулированным потоком в зубцовой зоне, будут перемещаться к сердечнику 4 до соприкосновения с ним. После чего напряжение.на обмотке 12 снижается до величины, достаточной для удержания плунжера в этом положении, Для перемещения плунжера 9 справа налево обмотка 12 обесточивается и подается напряжение на обмотку 11, Под действием усилия притяжения плунжера 9 к сердечнику 3 и усилия, вызванного потоком Ф2, модулированным в зубцовой зоне, образованной диском 6 и цилиндрической частью плунжера 9 длиной l, плунжер перемещается вместе с ползуном 10 в сторону сердечника 3, Ползун 10 перемещается пружиной до тех пор, пока не упрется буртом в сердечник 4. При срабатывании плунжера 9 в крайнее левое положение между ним и . цилиндрическим выступом ползуна образуется исходный зазор Л1, После этого напряжение на обмотке 11 может быть снижено до величины, обеспечивающей необходимое рабочее усилие.

Наличие ползуна 10 в предложенной .конструкции при условии, что площадь рабочих поверхностей плунжера 9 и цилиндрического выступа 16 ползуна 10 выполнена меньше площади рабочих поверхностей цилиндрического выступа 16 ползуна 10 и сердечника 4, приводит к увеличению усилия трогания электромагнита. В момент трогания ползуна 10 магнитная система не насыщена.

Обозначим U магнитное напряжение между плунжером 9 и сердечником 4. Выражение для проводимости магнитного потока между плунжером 9 и сердечником 4 будет

Pо

10 где ро — магнитная пройицаемость воздуха;

31 — площадь смежных рабочих поверхностей плунжера 9 и цилиндрического выступа 16 ползуна 10;

S2 — площадь смежных рабочих поверх"5 ностей цилиндрического выступа 16 полэуна 10 и сердечника 4;

Ь 1 и Л 2 (см. фиг. 1), Из этого выражения следует, что маг20 нитный поток Ф > (см. фиг.1) будет

Ф1=0мф=— фо Ом 1 2

% 2

25 а сила притяжения плунжера 9 к ползуну 10

Если ползун 10 отсутствует, то зазор между плунжером 9 и сердечником 4 равен

Л = Л >+ 62. Пусть площадь рабочих повер35 хностей плунжера 9 и сердечника 4 будет S2, В зто1и случае поток равен

40 а сила притяжения плунжера 9 к сердечнику

4 будет

45 p . (3 } /4оUM32

2Ро S2 2 Q2

После преобразованной получаем

50 % 1+М2

p> % (+X7)

55 8 1

Отсюда следует, например, что при — = —, % 2

Л2 Р1

- — = 8 отношение — -1,62, т.е. при одном

I Р1 и том же магнитном напряжении между

i 812564 плунжером 9 и сердечником 4 при наличии ползуна 10 усилие трогания в этом примере в 1,62 раза больше усилия трогания при отсутствии полэуна 10. Если при отсутствии ползуна 10 площадь смежных рабочих поверхностей плунжера 9 и сердечника 4 взять равной не $2, а меньше, то усилие трогания

Р1 уменьшится, а отношение -Р увелиР1

Р1 чится, При этом отношение потоков

% $1Л2 + я

В нашем примере при — = —, — =8 полу$1 1 Л2

S2 2 Ж

Ф1 чаем @- = 0,9, т.е. при одном и том же магнитном напряжении между плунжером 9 и сердечником 4 при наличии ползуна 10 магнитный поток меньше, чем при отсутствии ползуна 10; Так как при меньшем магнитном потоке пОтери в стали меньше, то для создания одного и того же магнитного напряжения между плунжером 9 и сердечником 4 при наличии ползуна 10 требуется меньше ампервитков, чем при его отсутствии. Если же сравнить величины Р1 и Р1 при одних и тех же ампервитках, то их отношение станет еще большим, Таким образом, отношение - растет

Р1

Р1 . с ростом отношения — и стремится к

42

Ъ1

$2 пределу, равному. -. Так как через зазоры Ь1 и Ь проходит один и тот же поток, а S1 < Sz, то сила притяжения между плунжером 9 и полэуном 10 будет больше силы притяжения между ползуном 10 и сердечником 4, поэтому до соприкосновения с плунжером 9 ползун 10 будет оставаться на месте, После перемещения плунжера 9 на

5 величину h1 Он дальше будет перемещаться вместе с ползуном.

Таким образом, наличие полэуна 10 приводит к увеличению усилия трогания, 10

Формула изобретения

Электромагнит, содержащий внешний цилиндрический корпус, расположенный внутри него, внутренний цилиндрический

15 корпус, два цилиндрических сердечника, установленных в торцах внутреннего цилиндрического корпуСа, два индуктора с обмотками управления и цилйндрический плунжер, установленный во внутреннем ци20 линдрическом корпусе с возможностью перемещения, о тл и ч а ю шийся тем; что, с целью увеличения силы трогания при коммутации обмоток, он снабжен подпружиненным цилиндрическим ползуном, 25 выполненным из ферромагнитного материала и установленным внутри одного из цилиндрических сердечников, один из торцов цилиндрического ползуна выполнен с кольцевым буртиком, взаимодействующим с

30 торцом упомянутого цилиндрического сердечника, а второй торец, обращенный к цилиндрическому плунжеру, выполнен с цилиндрическим выступом, причем площади рабочих поверхностей цилиндрического вы35 ступа ползуна и цилиндрического плунжера меньше, чем площади рабочих поверхностей цилиндрического выступа ползуна и цилиндрического сердечника, указанная пружина расположена на цилиндрическом

40 ползуне между кольцевым буртиком и цилиндрическим выступом.

1812564

Составитель М. Марков

Техред M.Mîðãåíòàë

В

Корректор М, Ткач

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1577 . Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5