Электромагнит

Изобретение относится к электротехнике, а именно к втяжным электромагнитам поступательного движения, и может быть использовано в электромеханизмах, в пневматических и гидравлических системах. Техническим результатом является увеличение усилия электромагнита при сохранении габаритов и потребляемой мощности, а также стабильности усилия по перемещению якоря. Электромагнит имеет магнитопровод 1 с двумя коническими наконечниками 2, имеющими кольцевые выступы 3, полые цилиндры 4, 5, представляющие собой набор колец из ферромагнитного и немагнитного материалов и механически связанные поочередно с якорем 6, имеющим кольцевые выступы, и магнитопроводом 1, тягу 7, немагнитную втулку 8, обмотку 9, корпус 10 и возвратную пружину 11. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, конкретно к втяжным электромагнитам поступательного движения. Оно может быть использовано в электромеханизмах, в пневматических и гидравлических системах, где требуются малые перемещения и большие усилия, а также стабильность усилия по перемещению якоря.

Известен электромагнит, имеющий обмотку возбуждения и магнитную систему с рабочим воздушным зазором, включающую в себя постоянный магнит и выполненные из магнитно-мягкого материала корпус, сердечник, якорь, опорный и проходной фланцы (патент №2306626, H01F 7/122, опубл. 2007.09.20) - [1].

Его недостатком является сравнительно малое усилие.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является электромагнит, имеющий магнитопровод, обмотку возбуждения, ферромагнитный якорь и сердечник (патент №2260221, H01F 7/13, H01F 7/16, опубл. 2005.09.10) - [2].

Его недостатком является сравнительно малое усилие и нестабильность по перемещению якоря.

Технической результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, заключается в увеличении усилия электромагнита при сохранении габаритов и потребляемой мощности, а также стабильность усилия по перемещению якоря.

Технический результат достигается тем, что в электромагните, имеющем магнитопровод, обмотку возбуждения, ферромагнитный якорь и корпус, выполнены круговые канавки на внутренней цилиндрической поверхности магнитопровода и на наружной поверхности якоря, и между ними введены коаксиальные полые цилиндры, поочередно механически связанные с корпусом и с якорем, причем каждый полый цилиндр имеет ферромагнитные кольца и немагнитные кольца, имеющие одинаковые осевые размеры соответственно с выступами и пазами на магнитопроводе и на якоре.

Сущность заявленного изобретения поясняется на чертеже - конструктивной схеме электромагнита.

Предлагаемый электромагнит имеет магнитопровод 1 с двумя коническими наконечниками 2, имеющими кольцевые выступы 3, полые цилиндры 4, 5, якорь 6 с тягой 7, немагнитную втулку 8, обмотку 9, корпус 10 и возвратную пружину 11. Полые цилиндры 4 представляют собой набор колец из ферромагнитного и немагнитного материалов, они механически связаны с якорем 6 и движутся вместе с ним.

Полые цилиндры 5 представляют собой набор колец из ферромагнитного и немагнитного материалов, они механически связаны с магнитопроводом 1 и неподвижны. Якорь 6 имеет кольцевые выступы. Толщина полых цилиндров 4, 5 в два раза больше, чем высота выступов на магнитопроводе и на якоре.

Ферромагнитные кольца показаны косой штриховкой, а немагнитные заштрихованы как диэлектрик. Осевая ширина всех ферромагнитных колец и выступов одинаковая.

Электромагнит работает следующим образом. При обесточенной обмотке возвратная пружина 11 перемещает якорь 6 вправо до упора. При этом имеется небольшое перекрытие выступов и ферромагнитных колец (на чертеже якорь показан в среднем положении). При подаче напряжения на обмотку по ней течет электрический ток, возникает магнитный поток и появляется электромагнитная сила, действующая влево на якорь и на связанный с ним полый цилиндр 4. Эта сила действует через тягу 7 на исполнительный механизм.

Эффективность предлагаемой конструкции по сравнению с классическим втяжным электромагнитом можно показать следующим образом. Сила, действующая на выступ якоря или кольцо полого цилиндра якоря определяется формулами:

; ; .

Здесь F1 - сила; Um - магнитное напряжение на зазоре; Λ - магнитная проводимость; x - перемещение якоря; µ0 - магнитная постоянная; d - средний по зазору диаметр; b0 - длина перекрытия при выключенной обмотке; δ - длина воздушного зазора; Н - напряженность магнитного поля в зазоре; В - магнитная индукция в зазоре.

Дифференцируя проводимость Λ, получаем:

;

Здесь m - число выступов или ферромагнитных колец электромагнита (здесь m=6); Iw - ампервитки (МДС) обмотки.

Из последней формулы следует, что с увеличением числа выступов электромагнита m общая сила F возрастает пропорционально при сохранении МДС обмотки.

Отметим, что в первом приближении сила F прямо пропорциональна квадрату тока обмотки и не зависит от перемещения х. Данный электромагнит рекомендуется к применению в механизмах с небольшим перемещением якоря и с большими усилиями исполнительного механизма.

Электромагнит, имеющий магнитопровод, обмотку возбуждения, ферромагнитный якорь и корпус, отличающийся тем, что выполнены круговые канавки на внутренней цилиндрической поверхности магнитопровода и на наружной поверхности якоря, и между ними введены коаксиальные полые цилиндры, поочередно механически связанные с корпусом и с якорем, причем каждый полый цилиндр имеет ферромагнитные и немагнитные кольца, имеющие одинаковые осевые размеры с выступами и пазами на магнитопроводе и на якоре соответственно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и может применяться для защиты от перегрузок и коротких замыканий электроустановок и линий постоянного и переменного тока.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкции электромагнита постоянного тока, использующегося в качестве исполнительного элемента в системах управления.

Изобретение относится к электротехническому машиностроению и может быть использовано в качестве вибраторов или виброприводов в различных отраслях промышленности.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в качестве вибраторов или виброприводов в различных отраслях промышленности. .

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.

Изобретение относится к электромеханике, в частности к конструкции короткоходового электромагнита постоянного тока с втяжным якорем. .

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 электротехнике, а именно к коммутационным аппаратам, и может применяться для защиты от перегрузок и коротких замыканий электроустановок и линий постоянного и переменного тока

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах бесконтактного магнитного подвеса, центрирования и демпфирования вращающихся тел, в различных видах магнитных подшипников для высокоскоростных шпинделей, центрифуг и центробежных измельчителей материалов

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в грохотах, дозаторах и вибраторах для строительной техники, а также в качестве виброперемешивающих устройств в аппаратах и реакторах нефтехимических, химических, микробиологических и других производств

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным приводным устройствам

Изобретение относится к электротехнике, к магнитному исполнительному устройству (100) для автоматического выключателя, в частности для вакуумного автоматического выключателя среднего напряжения. Технический результат состоит в повышении эффективности. Магнитное исполнительное устройство содержит сердечник (101), катушку (105), приводной шток (104), первую подвижную пластину (103), вторую подвижную пластину (107). Исполнительное устройство (100) предназначено для переключения автоматического выключателя между положениями ВКЛ и ВЫКЛ путем перемещения первой подвижной пластины (103) между положениями ВКЛ и ВЫКЛ. Магнитное исполнительное устройство дополнительно включает в себя плоскую немагнитную вставку (110), расположенную между сердечником (101) и второй подвижной пластиной (107), при этом плоская немагнитная вставка (110) и вторая подвижная пластина (107) используются для настройки удерживающего усилия магнитного исполнительного устройства (100), создаваемого второй подвижной пластиной (107) в положении ВЫКЛ, при этом удерживающее усилие достаточно для удержания второй подвижной пластины (107) в положении ВЫКЛ, противодействуя внешним силам, действующим извне на магнитное исполнительное устройство (100). 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх