Способ формирования знакопеременной электромагнитной силы поляризованного электромагнита

 

Изобретение относится к области электротехники и приборостроения и может быть использовано в поляризованных электромагнитах. Достигаемый от использования данного изобретения технический результат состоит в повышении чувствительности поляризованного электромагнита к управляющему сигналу. Способ формирования знакопеременной электромагнитной силы поляризованного электромагнита, содержащего магнитопровод, подвижный якорь, размещенный в воздушном зазоре магнитопровода, одну или несколько обмоток управления и поляризующий магнит, осуществляемый взаимодействием магнитного потока обмоток управления с магнитным потоком поляризующего магнита, согласно изобретению, отличается тем, что знакопеременная сила формируется от взаимодействия магнитного потока обмоток управления с переменной составляющей потока рассеивания, установленного на подвижном якоре поляризующего магнита, величина которого с обеих сторон магнита дифференциально перераспределяется с изменением соотношения зазоров. 4 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в поляризованных электромагнитах.

Известен способ формирования знакопеременной электромагнитной силы поляризованного электромагнита, содержащего магнитопровод, одну или несколько обмоток управления и поляризующий магнит, осуществляемый взаимодействием магнитного потока обмоток управления с магнитным потоком поляризующего магнита [1].

Магнитный поток поляризующего магнита при изменении соотношения воздушных зазоров магнитопровода от перемещения якоря дифференциально перераспределяется в этих зазорах.

Такой способ формирования знакопеременной электромагнитной силы за счет изменения полярности сигнала постоянного тока на обмотках управления приводит к завышенным габаритно-весовым характеристикам электромагнита, особенно в круглом исполнении его конструкции, что обусловлено сопротивлениями якоря, нерабочими паразитными зазорами и др.

Целью предлагаемого способа формирования знакопеременной электромагнитной силы поляризованного электромагнита является повышение его чувствительности к управляющему сигналу.

Поставленная цель достигается тем, что знакопеременная сила формируется от взаимодействия магнитного потока обмоток управления с переменной составляющей потока рассеивания, установленного на подвижном якоре поляризующего магнита, величина которого с обеих сторон магнита дифференциально перераспределяется с изменением соотношения зазоров.

Анализ патентных, информационных и каталожных материалов по способам формирования знакопеременной электромагнитной силы поляризованных электромагнитов по фондам областной научно-технической библиотеки г. Саратова позволяет сделать вывод, что предлагаемый способ не известен из уровня техники, т. е. он является новым.

Кроме того, предлагаемый способ формирования знакопеременной электромагнитной силы поляризованных электромагнитов не следует явным образом из уровня техники.

Практика эксплуатации поляризованных электромагнитов свидетельствует о том, что предлагаемое решение обладает промышленной полезностью.

Сущность предлагаемого способа поясняется на примере поляризованного втяжного электромагнита, изображенного на фиг. 1. Электромагнит содержит магнитопровод 1, обмотку управления 2, верхний 3 и нижний 4 полюсы магнитопровода, подвижный якорь 6 с установленным на нем поляризующим магнитом 7 и осью 5 для линейного перемещения якоря в магнитопроводе 1 и связи с нагрузкой. На фиг. 2 показано распределение магнитного потока Фп поляризующего магнита через магнитопровод 1 и рабочие воздушные зазоры Фпо и через боковые воздушные промежутки, как поток рассеивания Фр, когда якорь находится в среднем положении при 1 = 2. Это положение якоря 6 неустойчивое и при незначительном смещении якоря 6 от нейтрали 1 < 2 сила притяжения к верхнему полюсу 3 будет больше силы притяжения к нижнему полюсу 4, и якорь 6 переместится вверх, как показано на фиг. 3.

При нахождении якоря 6 в верхнем положении поток рассеивания Фр в верхнем зазоре 1 уменьшится, а в нижнем 2 - увеличится. Для анализа реакции якоря 6 на магнитный поток Фу от обмотки управления 2 предположим, что произошло дифференциальное перераспределение потока рассеивания на краях поляризующего магнита 7 на величину ФП, т.е. в верхнем зазоре ФП суммируется с магнитным потоком Фп, проходящим через рабочие зазоры и магнитопровод, а в нижнем - вычитается из него.

ФП1 = ФП+ФП (1) ФП2 = ФП-ФП (2) Электромагнитные силы, действующие в зазорах 1 и 2 при наличии управляющего потока Фу, могут быть выражены по формуле Максвелла FЭ1 = 3,98105П1ФУ)2/S (3) FЭ2 = 3,98105П2ФУ)2/S (4) где S - площадь сечения полюса магнитопровода.

Результирующая электромагнитная сила будет определяться разностью сил (3) и (4), действующих на якорь 6 После элементарных преобразований зависимость (5) примет вид FЭ = KOПФУ)ФП (6) где Ко = 15,92 105/S.

Зависимость (6) показывает, что результирующая электромагнитная сила, действующая на якорь 6, в зависимости от полярности управляющего потока может усиливать силу притяжения к верхнему полюсу 3 при согласном включении потоков Фп и Фу или перемещать якорь 6 с поляризующим магнитом 7 к нижнему полюсу 4 при встречном их включении. Аналогичный результат получится при анализе реакции якоря 6, находящегося в нижнем положении (1 > 2) на магнитный поток Фу от обмотки управления.

На фиг. 4 показана дифференциальная мостовая схема втяжного электромагнита. Основной магнитный поток постоянного магнита 7 замыкается через полюсы 3 и 4, магнитопровод 1, воздушные зазоры и полюсные наконечники 8, выполненные из магнитомягкого материала. Поток рассеивания постоянного магнита 7 замыкается через магнитные наконечники 8, воздушные зазоры и магнитный диск 9, являющийся диагональю моста магнитной цепи. Управляющие магнитные потоки от обмоток 10 и 11, проходящие по магнитному диску 9, взаимодействуют с потоком рассеивания постоянного магнита 7 и формируют электромагнитную силу. Для увеличения перемещения постоянного магнита полюсы 3, 4 и полюсные наконечники 8 выполняют конусными.

Так как поток рассеивания поляризующего магнита Фр в зависимости от его конструкции может значительно превышать основной поток Фпо [2], то и использование его перераспределения вместо перераспределения основного потока при изменении зазоров обеспечивает повышенную электромагнитную силу от воздействия управляющего потока, а следовательно, и более эффективный поляризованный электромагнит.

Таким образом, предлагаемый способ формирования знакопеременной электромагнитной силы поляризованного электромагнита обеспечивает повышение чувствительности к управляющему сигналу.

Источники информации
1. А. Г. Сливинская "Электромагниты и постоянные магниты", Москва, "Энергия", 1972 г.

2. А. Т. Лаврова "Элементы автоматических приборных устройств", Москва, "Машиностроение", 1975 г.


Формула изобретения

Способ формирования знакопеременной электромагнитной силы поляризованного электромагнита, содержащего магнитопровод, подвижный якорь, размещенный в воздушном зазоре магнитопровода, одну или несколько обмоток управления и поляризующий магнит, осуществляемый взаимодействием магнитного потока обмоток управления с магнитным потоком поляризующего магнита, отличающийся тем, что знакопеременная сила формируется от взаимодействия магнитного потока обмоток управления с переменной составляющей потока рассеивания, установленного на подвижном якоре поляризующего магнита, величина которого с обеих сторон магнита дифференциально перераспределяется с изменением соотношения зазоров.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электронным схемам для возбуждения соленоида, а более конкретно к таким электронным схемам возбуждения, которые используют широтно-импульсную модуляцию

Изобретение относится к электромагнитным приводам устройств автоматики и управления, питающихся форсированно от источника знакопеременного напряжения, в частности к приводам коммутационных аппаратов

Изобретение относится к астроприборостроению и может быть использовано в устройствах модуляции поля зрения телескопа

Изобретение относится к схеме управления электромагнитным клапаном

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическому приводу линейных электромагнитных двигателей, в частности к электромагнитным двигателям, совершающим работу на протяжении всего рабочего хода

Изобретение относится к электромагнитным приводам контакторов, реле и других электромагнитных устройств автоматики и управления, питающихся от источника знакопеременного напряжения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для клапанов, механизмов сцепления, запорных устройств, а также в электромагнитных коммутационных аппаратах и в других устройствах, работающих в режиме длительного включения, в том числе, в устройствах с автономным питанием

Изобретение относится к средствам автоматики, использующим силовые магниты

Изобретение относится к технике сильных импульсных магнитных полей, также может быть использовано для получения коротких импульсов магнитного поля

Изобретение относится к устройству для управления процессом впрыскивания топлива двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к электромеханическим устройствам, использующим электромагнетизм для преобразования электрической энергии в механическую

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромагнитах

Изобретение относится к электротехнике и касается электрического контактора с встроенным съемным модулем

Изобретение относится к области электроаппаратостроения

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к технике сильных импульсных магнитных полей и может быть использовано для получения коротких импульсов магнитного поля

Изобретение относится к области электротехники и приборостроения и может быть использовано в поляризованных электромагнитах

Наверх