Электромагнитное устройствосоленоидного типа

 

Союз Соавтскмх

Соцмалмстмнвсних

Рвспублик

g Д4i,УИВТУ (51)-Дополнительный к патенту— (32) Занвлеио26.02.7 5 (21) 2112348/24-07 (23) Приоритет — (32) 26.02.74 (51) М. Кл.

Н 01F 7/1

HOl H 50/ 6 (З1) 8606/74 (ЗЗ) Великобритания

Гоеударствеииый кюмитет

СССР

II0 делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 07.07.81)3юллЕтЕнь №25

Дата опубликования описания 09.07.81 (53) УДК 621.Д1 .56 {088.

Иностранец

Алек Гарри Сейлли

{Великобритания) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Симмс Груп Рисерч Энд Дивелопмент Лимитед" (Великобритания) (71) Заявитель

{ S4) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ УСТРОЙСТВО

СОЛЕНОИДНОГО ТИПА е3 ие.

ыыть тной

Изобретение относится к электромагнитным устройствам, содержащим пару подвижных друг относительно друга намагничиваемых элементов и обмотки, по которым пропускается электрический ток 5 для наведения магнитного поля, вызывающего взаимное перемещение намагничиваемых элементов.

Известно электромагнитное устройство соленоидного типа, содержащее магнитную IO систему, состоящую из двух элементов— сердечника и якоря, и обмотку 11.

Однако указанное устройство не дает возможности увеличить быстродействие срабатывания. l5

Целью изобретения является увеличение быстродействия срабатывания.

Для достижения указанной цели один из элементов магнитной системы выполнен с расположенными друг за другом впади- 0 нами, а другой элемент магнитной системы снабжен рядом выступов, входящих в соответствующие впадины и имеющих мень шую, чем впадины ширину и высоту, по крайней мере, в некоторых впадинах раз Ж мешены обмотки, соединенные между бой так, что любые из двух впадин с обмотками, имеющими одинаковое напр ление, разделены впадиной, в которой либо вообще отсутствует обмотка, либ в обмотке, размещенной в- этой впади ток имеет противопо ложное направле

Кроме того, в указанном устройст один из элементов магнитной системь может быть выполнен цилиндрическим другой - кольцевым, а выступы и вп при этом могут быть образованы п винтовой нарезки на соответствующих поверхностях указанных элементов ма ной системы.

В указанном устройстве винтовая резка может быть выполнена с дву заходами или числом заходов, кратны двум.

Кроме того, обмотки могут быть полнены из одного куска проволоки.

Электромагнитное устройство может выполнено так, что обмотка одной из впадин может быть намотана по напр пению к одному концу элемента маги

3 84 системы, а возвращаться к другому концу по соседней впадине этого эпемента магнитной системы.

Элемент магнитной системы, имеющий впадины, может быть выполнен с отверстием и через него проходит обмотка.

Предложенное устройство может быть

-выпопне и так, что в каждой впадине может быть размещено несколько витков обмотки.

Кроме того, электромагнитное устройство сопеноидного типа может быть выпопнено так, что эпемент с выступами окружает эпемент с впадинами, устройство снабжено дополнительным кольцевым эпементом магнитной системы, выпопненным с впадинами и окружающими основной эпемент магнитной системы, имеющий выступы, при этом упомянутый основной элемент магнитной системы снабжен. дополнительными выступами, расположен» ными так, что впадины дополнительного кольцевого эпемента соответствуют допопнитепьным выступам основонго эпемента магнитной системы, при этом в каждой из впадин допопнитепьного кольцевого .элемента размещена обмотка.

При этом электромагнитное устройство может быть выполнено так, что скосы выступов и впадин основного и дополнитепьного элементов магнитной системы могут быть направпены под углом друг к другуе

Изобретение поясняется чертежами, где: на фиг. 1 — эпектромагнитное устройство сопеноидного типа, вид сбоку, в разрезе, на фиг. 2 - увеличенное сечение части устройства по фиг. 1, на фиг. 3—

8 — разпичные варианты вьшопнены эпектромагнитного устройства сопеноидного типа.

Предложенное устройство содержит сердечник 1, имеющий на одном из своих концов выступ с резьбой 2, с помощью которого он крепится к опорному элементу

3. Между сердечником и опорным эпементом размещен элемент 4, имеющий отверстие, через которое проходит резь бовой выступ с рдечника. Вокруг сердечника 1 размещен кольцевой якорь 5, а элемент 4 предназначен дпя ограничения осевого смещения сердечника и якоря друг относитепьно друга. На другом конце сердечника и якоря размещена втулка 6, которая центрирует сердечник и якорь друг относительно друга., Сердечник 1 и якорь 5 выпопнены ,из намагничиваемого материала. В сер5808 ф

55 дечнике 1 вътопнены впадины 7, в ко торые входят выступы 8, выполненные на якоре 5.

Выступы и впадины выполнены с помощью двухэаходной винтовой нарезки, но вообще число заходов может быть любым. При двухзаходной нарезке сердечник имеет впадины 7 и 9 а на якоре выполнены выступы 8 и 10, входящие во впадины 7 и 9.

На фиг. 1 и 2 показаны примеры винтовых поверхностей, имеющих одинаковые профили, но профили могут быть различными.

Во впадинах 7 и 9 размещ иы обмотки

1l и 12, в данном случае вьшопненные в виде одного витка.

Обмотки выполнены иэ одного куска провопоки, которая намотана от одного конца (предпочтитепьно резьбового) сердечника по винтовой линии через поперечное отверстие 1З, выполненное в другом конце сердечника, и обратно по винтовой линии к реэьбовому концу сердечника.

Выступы 8 и 10 имеют радиально расположенные боковые грани 14, которые и нерабочем положении (беэ тока в обмотках) располагаются на некотором расстоянии параллельно боковым граням

15 впадин 7 и 9.

Другие грани 16 выступов 8 и 10 выполнены с наклоном, и с таким же наклоном выполнены другие грани 17 впадин 7 и 9. Осевое расстояние между гранями 16 и 17 значительно бопыие, чем осевое расстояние между гранями

l4 и 15.

Работает устройство следующим образом.

При подаче тока в обмотки 11 и 12 вокруг них наводится магнитный поток, который проходит по сердечнику 1, через два зазора, определяемые расстоянием между двумя парами граней 14 и 15 и по якорю 5. При этом сердечник и якорь начинают двигаться друг относительно друга так, чтобы уменьшить расстояние между гранями 14 и 15.

Из а разпичного направпения тока в обмотках 11 и 12 магнитный поток вокруг этих обмоток направлен навстречу друг другу. Однако в любом зазоре на« правление магнитного потока, созданного двумя обмотками, одинаково. Путь дпя потока рассеяния между гранями 16 и

17 создан достаточно большим за счет еоответсвующей конфигурации и шага резьбьь.

848808

На фиг. 3 показана обмотка, содержащая два витка, которые могут соединять ся параллельно или последовательно. При этом поверхности впадин и пазов имеют различный профиль..

На фиг. 4 показан якорь, выполненный значительно тоньше, чем,на фиг. 1-3.

Выполнение якоря тонким уменьшает инерционность данного устройства. В данном устройстве якорь выполнен из материала, имею1цего большое электричес« кое сопротивление и низкую магнитную проницаемость, например полученное спеканием чистое железо.

Йа фиг. В показан вариант выполнения устройства, гце впадины имеют минимальные размеры, и зазоры между гранями впадин и выступов минимальны.

1О

На фиг. 6 показан вариант выполнения, устройства, где обмотка имеет четыре витка.

На фиг. 7 в каждой впадине расположены две различные обмотки 11 и 12.

При этом вначале ток подают в обмотку 25

11, который наводит поток, вызывающий частичное насыщение сердечника и якоря.

Затем подают ток в обмотку 12.

На фиг. 8 показан другой вариант выполнения устройства., при котором 30 имеется дополнительный кольцевой элемент магнитной системы 18, выполненный с впадинами, а выступы якоря расположены во впадинах сердечника 1 и элемента 18.

Следует отметить, что во всех вариан- З5 тах при многозаходной с четным количеством заходов нарезке две впадины, имеющие обмотки, разделены впадиной без обмотки, если ток в обмотках имеет одинаковое направление. Если ток в об- 40 мотках имеет противоположное направление, то обмотки могут быть уложены во всех впадинах.

Кроме того, следует отметить, что описанные варианты выполнения электро- 45 магнитного устройства соленоидного типа относятся к устройствам одностороннего действия, т.е. сердечник и якорь перемещаются лишь в одном направлении. Двухстороннее действие может быть только 50 при использовании двух аналогичных устройств, установленных навстречу друг другуе

Во всех описанных вариантах электромагнитного устройства соленоидного типа,55 выступы и впадины расположены по винтовой линии. При этом наряду с осевым усилием, вызывающим перемещение сердечника и якоря друг относительно друга, возникает и поворотное усилие. Величина этого усилия будет зависеть от угла подъема винтовой линии, и элементы м нитной системы должны быть установлены так, чтобы препятствовать кручению.

Поворотное усилие может быть скомпенсировано с помощью другого устройства, имеющего противоположный угол подъема винтовой линии, при этом осевые усилия, возникающие в этих устройствах, будут складываться. ч>ор мула изобретения

1. Электромагнитное устройство соленоидного типа, содержащее магнитную

-истему, состоящую из двух элементов— сердечника и якоря, и обмотку, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, один из элементов магнитной системы выполнен с расположенными друг за другом впадинами а другой элемент магнитной системь снабжен рядом выступов, входящих в соответствующие впадины и имеющих меньшую, чем впадины ширину и высоту, по крайней мере в некоторых впадинах размещены обмотки, соединенные между собой так, что любые из двух впадин с обмотками, имеющими одинаковое напра ление, разделены впадиной, в которой либо вообще отсутствует обмотка, либо в обмотке, размещенной в этой впадине, ток имеет противоположное направление.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что один из элементов магнитной системы выполнен цилиндрическим, дру ;ой — кольцевым, а впадины и выступы образованы путем винтовой нарезки на соответствующих поверхност указанных элементов магнитной сист мы.

3. Устройство по и. 2, о т л и ч а щ е е с я тем, что винтовая нарезка выполнена с двумя заходами или числом заходов, кратным двум.

4. Устройство по п. 3, о т л и ч а щ е е с я тем, что обмотки выполнены из одного куска проволоки.

5. Устройство по п. 3, о т л и ч а щ е е с я тем, что обмотка в одной из впадин намотана цо направлению к одном концу элемента магнитной системы, а возвращается к другому концу по соседней впадине этого элемента магнитной системы.

7 845808 8

6. Устройство по п. 3, о т л и ч а ю — снабжен дополнительными выступами, расщ е е с а тем, что элемент магнитной положенными так, что впадины дополнисистемы, имеющий впадины, выполнен с ABJIbHopo кольцевого элемента соответстотверстием и через него проходит обмотка. вуют дополнительным выступам основного

7. Устройство по и. 4, о т л и ч а ю — элемента магнитной системы, при этом щ, е е с я тем, что в каждой впадине в каждой из впадин дополнительного размещено несколько витков обмотки. кольцевого элемента размещена обмотка.

8. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю— 9. Устройство по и. 8 о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что основные элементы щ е е с я тем, что скосы выступов и магнитной системы установлены так, что о впадин основного и дополнительного элеэлемент с выступами окружает элемент ментов магнитной системы направлены с впадинами, устройство снабжено допол- под углом друг к другу. нительным элементом магнитной системы, Источники информации, выполненным с впадинами и окружающим принятые во внимание при экспертизе основной элемент магнитной системы... 1.Гордан А. В. и Сливинская А, Г. имеющий выступ, причем упомянутый Электромагниты постоянного тока. Гососновной элемент магнитной системы энергоиздат, 1960, с. 314-315.

845808

Составитель С. Гордон

Редактор О Иванова Техред Э. Чужнк

Корректор Л. Иван

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4548/16 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5