Электромагнит

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<щЯ87687

Союз Сюветскин

Сое4налнстнческнв

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 801120 (22) Заявлено 210781 (21) 3321558/24-07 с присоединением заявки Ì9(23) ПриоритетОпубликовано 0 101ß3. бюллетень Йо1 р М g+ з

01 F 7/00

Государственннй ноннтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй

133) УМК 621.318 ° . 3(088. 6) Дата опубликования описания 070183 (72) Автор изобретения

A.n. Болашенко (71) Заявитель (54 ) ЭЛЕКТРОМАГНИТ ф 4.Чьею сР U

Изобретение относится к элементам электрооборудования и может быть использовано в электроаппаратострое-. нии, приборостроении, электросвязи,. например телеграфии. . По основному авт. св. 9 801120 известен электромагнит, содержащий магнитопровод, выполненный в виде расположенных соосно спиральных элементов постоянного сечения с пазами, обращенными друг к другу, и обмотку в пазах. Спиральные элементы магнитопровода выполнены в ниде двухзаходной цилиндрической пружины из ферромагнитного материала, обладающего упругими свойстваввт, и жестко скреплены между собою по концам g1).

Величина быстродействия такого электромагнита ограничена тем, что между спиральными элементами имеется воздушный рабочий зазор постоянный между всеми участками элементов и зависящий от требуемого общего рабочего зазора электромагнита и количества витков спиральных элементов шаг между витками постоянный).

В ряде случаев, например s устройствах защиты от электрической перегрузки, автоматического отключения узлов и блоков машин и аппаратуры, печатающих устройствах и дру-. гих, требуется обеспечение как можно большего быстродействия электромагнитов.

Цель изобретения — повьваение быстродействия описанного электромагнита.

Данная цель достигается тем, что спиральные элементы магнитопровода выполнены с переменным шагом между витказае.

Время срабатывания ссР электромаг. нитов определяется выражением где I — иидуктивность обработки электромагнита с магнитопроводом при начальном за-, 20 зоре;

4» — начальный зазор меЖду якорем и сердечником;

m .- масса движущихся частей!

U — напряжение на обмотке.

Время срабатывания пропорционально корню квадратному от начального зазора.

Таким образом, если часть витков спиральных элементов расположить с малым зазором друг от друга, то при неизменных прочих параметрах витки

987687 притягиваются в этом месте быстрее, чем в другом.

По мере электромагнитного стягивания одного участка спирали происходит уменьшение зазора соседних участков и образуется бегущая волна.

В целом стягивание (схлопывание ) электромагнита-пружины происходит быстрЬе, чем при равномерном начальном зазоре. Для сохранения величины общего рабочего хода электромагнита в предлагаемой конструкции часть вит», ков спиральных элементов можно выполнить с меньшим, а часть с большим зазором.

На фиг. 1 изображен электромагнит, общий виду на фиг. 2 — вид Л на фиг. 1.

Электромагнит имеет неподвижную пластину 1 .из стали, алюминия или пластмассы, два упругих элемента 2 магнитопровода из ферромагнитного материала, например электротехнической стали,или ферропласта представляющие собой стержни постоянного сечения с двумя пазами, скрученные в двухзаходную цилиндрическую пружину . 25 с межвитковыми зазорами так, что пазы соседних витков обращены один к другому, подвижную пластину 3 из того же материала, что и неподвижная пластина, и обмотку 4 из изоли- 30 рованного провода.

Упругие элементы 2 магнитопровода жестко присоединены с одного конца к пластине 1, а с другой — к пластине 3. Секции обмотки 4 вклю- 35 чены последовательно между собой так, что направление тока в рядом расположенных пазах соседних элементов оказывается одинаковым, как показано стрелками на фиг. 1. 40

Шаг Т между витками каждого упругого элемента магнитопровода выполнен переменным, так что зазор О между соседними упругими элементами также имеет переменную величину, например монотонно возрастает (фиг.1).

Электромагнит работает следующим образом.

При прохождении тока через провода обмотки 4 вокруг них образуется вихревое магнитное поле, имеющее направление по известному правилу буравчика (фиг.. 2) . На выступах по сторонам пазов упругих элементов

2 образуются равноименные магнитные полюса. Так как направление тока в Я проводах пазов разных упругих элементов 2, разделенных воздушным зазором, одинаково, то на противосто-, ящих выступах оказываются также противоположные магнитные полюса. Вследствие магнитных сил сцепления упругие элементы 2, т.е. витки магнитрпровода-пружины притягиваются один к другому. Стягивание до упора упругих элементов в первую очередь ripoисходит в месте наименьшего воздушного зазора Д . Так, при монотонно возрастающем зазоре от пластины 1 к пластине 3 фиг.. 1 витки стягиваются сначала возле пластины. 1. По мере стягивания одних витков уменьшаются зазоры .в соседних с ними витках и образуется бегущая волна, которая проходит от пластины 1 к пластине 3. Полное стягивание витков упругих элементов 2 приводит к перемещению подвижной пластины 3 и совершению работы в присоединенном к этой пластине внешнем устройстве.

Сравнительная экспериментальная проверка, произведенная на макетах плоских электромагнитов с равномерным и неравномерным по длине якоря начальным зазором, показала, что при неравномерном зазоре срабатыва-. ние электромагнита происходит в

1,8 - 2 раза быстрее.

Из приведенного ранее выражения видно, что время срабатывания при неизменной индуктивности об%тки и массе подвижных частей обратно пропорционально корню квадратному из напряжения на обмотке электромагнита U. Следовательно,, для получения в известной конструкции электромагнита быстродействия„ равного быстродействию предлагаемой конструкции, требуется значительное увеличение тока, потребляемого электромагнитом, а значит, по условию сохранения нормированной плотности тока и увеличение диаметра провода обмотки

Полезность и технико-экономическая эффективность предлагаемого электромагнита выражаются в уменьшении примерно на 10% расхода материалов и .примерно в 1,5 раза потребляемой электроэнергии при эксплуата ции.

Формула изобретения

Электромагнит по авт, св.Р 801120, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, спиральные элементы магнитопровода выполнены с переменным шагом между виткаэж.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 801120, кл. Н 01 F 7/00, 1981.

9.8-7687

Составитель Г. Алексеев

Редактор A. Ворович Техрад Т.Иаточка КорректоС. Шекмар

Закаэ 10315/40 Тираж 701 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4