Короткоходовый электромагнит постоянного тока

Изобретение относится к электромеханике, в частности к конструкции короткоходового электромагнита постоянного тока с втяжным якорем. Техническим результатом является создание короткоходового электромагнита повышенного быстродействия при сохранении его габаритов и массы. Электромагнит постоянного тока содержит втягивающийся якорь, обмотку из изолированного провода, корпус и неподвижный сердечник. Новым в изобретении является то, что торцевые поверхности как якоря, так и неподвижного сердечника выполнены в виде выпуклых усеченных конических поверхностей с соотношением верхнего диаметра dв усеченного конуса к диаметру d якоря 0,7≤dв/d<1. 1 ил.

 

Изобретение относится к электромеханике, в частности к конструкции короткоходового электромагнита постоянного тока с втяжным якорем, который может быть использован в качестве исполнительного элемента в автоматизированных системах, где требуется повышенное быстродействие, например в качестве топливной электромагнитной форсунки в электронной системе управления двигателем внутреннего сгорания автомобилей.

Известны электромагниты постоянного тока [а], в которых для уменьшения времени срабатывания величину хода якоря снижают до минимально возможной величины. При этом соотношение величины рабочего воздушного зазора электромагнита к диаметру якоря составляет δ/d≤0,05.

Такая конструкция позволяет обеспечить минимальное время движения якоря при срабатывании электромагнита, что особенно важно для его надежной работы в качестве исполнительного элемента автоматизированных систем, однако недостатком является большое общее время срабатывания.

В качестве прототипа предлагаемого устройства используется известная из [б] конструкция электромагнита, торцевые поверхности якоря и неподвижного сердечника которого выполняются плоскими. Это позволяет получить минимальную магнитную проводимость рабочего воздушного зазора, что увеличивает тяговое усилие электромагнита при малых (δ/d≤0,05) рабочих зазорах.

Недостатком известной конструкции электромагнита является недостаточное тяговое усилие и, как следствие, невысокое быстродействие при малых ходах якоря из-за значительной магнитной проводимости рабочего воздушного зазора, величина которой обусловлена площадью плоского торца якоря и неподвижного сердечника. Снижение магнитной проводимости рабочего зазора, определяемой площадью рабочего зазора, за счет уменьшения диаметра якоря невозможно, т.к. в этом случае возрастает магнитное сопротивление якоря, что приводит к уменьшению общего магнитного потока в электромагните, его тягового усилия и увеличению времени срабатывания.

Задачей изобретения является создание короткоходового электромагнита повышенного быстродействия при сохранении его габаритов и массы.

Поставленная задача решается тем, что в короткоходовом электромагните с соотношением величины рабочего воздушного зазора электромагнита к диаметру якоря δ/d≤0,05 уменьшена магнитная проводимость рабочего воздушного зазора. Уменьшение магнитной проводимости получено выполнением торцевых поверхностей якоря и неподвижного сердечника в виде выпуклых усеченных конических поверхностей с соотношением верхнего диаметра dв усеченного конуса к диаметру d якоря 0,7≤dв/d<1.

На чертеже схематически изображен общий вид электромагнита в разрезе.

Электромагнит постоянного тока содержит втягивающийся якорь 1, обмотку из изолированного провода 2, корпус 3 и неподвижный сердечник 4. Торцевые поверхности как якоря 1, так и неподвижного сердечника 4 выполнены в виде выпуклых усеченных конических поверхностей с соотношением верхнего диаметра dв, усеченного конуса к диаметру d якоря 0,7≤dв/d<1.

При включении электромагнита по обмотке 2 протекает ток, создающий магнитный поток, который, проходя через рабочий воздушный зазор, создает тяговое усилие. Усилие электромагнита зависит от проводимости рабочего воздушного зазора. При прочих равных условиях на малых рабочих зазорах (δ/d≤0,05), наибольшим усилием и повышенным быстродействием при включении обладает электромагнит с минимальной магнитной проводимостью рабочего зазора.

Магнитная проводимость рабочего воздушного зазора уменьшена путем выполнения торцевых поверхностей якоря 1 и неподвижного сердечника 4 в виде выпуклых усеченных конических поверхностей с соотношением верхнего диаметра dв усеченного конуса к диаметру d якоря 0,7≤dв/d<1. Благодаря этому возрастает усилие на малых рабочих зазорах, что приводит к сокращению времени срабатывания короткоходового электромагнита. Ограничение соотношения dв/d обусловлено тем, что, как установлено расчетными исследованиями, уменьшение соотношения с 1 до 0,7 приводит к повышению быстродействия электромагнита, а уменьшение его ниже 0,7 существенно снижает рабочий магнитный поток, уменьшает тяговое усилие, что препятствует увеличению его быстродействия.

Источники информации

а) Система управления двигателем Motronic, Издатель: Роберт Бош Gmbll, 1994, Почтовый ящик 30 02 20 D-70442 Штутгарт, с.21-22.

б) Любчик М.А. Силовые электромагниты аппаратов и устройств автоматики постоянного тока, М., «Энергия», 1968, с.124.

Короткоходовый электромагнит постоянного тока с соотношением рабочего воздушного зазора к диаметру якоря δ/d≤0,05, содержащий втягивающийся якорь, обмотку, корпус и неподвижный сердечник, отличающийся тем, что магнитная проводимость рабочего воздушного зазора уменьшена выполнением торцевых поверхностей якоря и неподвижного сердечника в виде выпуклых усеченных конических поверхностей с соотношением верхнего диаметра dв усеченного конуса к диаметру d якоря 0,7≤dв/d<1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к быстродействующим электромагнитным устройствам для промышленных и бытовых технических объектов, содержащих исполнительные органы, которые обеспечивают заданные динамические характеристики.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в качестве исполнительного устройства запорного клапана в бытовых газовых счетчиках на объектах жилищно-коммунального хозяйства.

Изобретение относится к области электротехники и касается конструкции электромагнитных приводов для высоковольтных выключателей. .

Изобретение относится к области электротехники и касается бистабильных электромагнитных приводов для высоковольтных выключателей. .

Изобретение относится к области электротехники и касается конструкции бистабильных электромагнитных приводов для высоковольтных выключателей. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к клапанам с электромагнитным приводом для клапанных форсунок впрыскивания топлива. .

Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения, в частности к конструкции электропривода колодочных тормозов. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении прямоходовых цилиндрических электромагнитов, являющихся одним из основных элементов гидравлических устройств автоматики.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано как приводной тяговый механизм с большим ходом перемещения и высокой скоростью. .

Изобретение относится к быстродействующим электромагнитным механизмам для промышленных и бытовых технических объектов, содержащих исполнительные органы, которые обеспечивают заданные динамические характеристики.

Изобретение относится к быстродействующим электромагнитным устройствам для промышленных и бытовых технических объектов, содержащих исполнительные органы, которые обеспечивают заданные динамические характеристики.

Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения, в частности к конструкции электропривода колодочных тормозов. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах для блокирования замков автомобилей, сейфов, дверей с целью предотвращения несанкционированного проникновения.

Изобретение относится к машиностроению и используется для привода подвижных частей пневматических и гидравлических распределителей, а также устройств автоматики (клапанов, защелок, мощных выключателей, контакторов), в том числе применяемых для автоматизации сельскохозяйственной техники.

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

Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения, в частности к конструкциям электропривода колодочных тормозов подъемно-транспортных машин и механизмов.

Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения, в частности, к конструкциям электропривода колодочных тормозов подъемно-транспортных машин и механизмов.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в коммутационной аппаратуре, в частности, с электромагнитным приводом постоянного тока. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в плунжерных электромагнитах, работающих в качестве исполнительных элементов устройств автоматики в импульсном режиме.

Изобретение относится к области силовых устройств, в частности к приводам с постоянными магнитами, и может быть использовано в любых механизмах с силовой магнитной связью перемещающихся звеньев
Наверх