Поворотный электромагнит

 

1. ПОВОРОТНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ, содержащий цилиндрический зубчатый статор, ротор, включгиощий в. себя два цилиндрических магнитопровода, в рредней части каждого из которых выполнена кольцевая проточка так, что образуются два торцовых элемента, две кольцевые обмотки уттравления, каждая из которых расположена в кольцевых проточках цилиндрических магнитопроводов poTopia между торцовыми элементами, иПОСТОЯННЫЙ магг чит, размещенный между указ анными . цилиндрическими магнитопроводгиш, при этом по крайней мере один яз двух торцовых элементов каждого цилиндрического магнитопровода ротора выполнен зубчатым и установлен с зазором поотношению к зубцам статора, отличающий тем, что, с целью повьшения позищ онируюцего эффекта, средняя часть каждого из цилиндрических магнитопроводов ротора выполнена из немагнитного материала. 2.Электромагнит по п.1, о т ли Чг а ю щ и и с я тем, что второй торцовой элемент каждого цили11дричёского магнитопровода ротора и соответ ствукедий ему участок статора выполнены так, что между ними образован равномерный кольцевой воздушный зазор. 3.Электромагнит по п.1, о т л и чающийся тем, что средняя часть каждого цилиндрического магнии трпровода ротора из немагнитного материала выполнена в виде набора шайб. f 7 f.i Aj 41/ л«.г

СОЮЗ COSETCRHX

РЕСПУБЛИН

ЗИЭ Н 01 7 14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТе,Т CGCP д»» и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К ABTOfCHOlUAf СЮЛДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2888789/24-07 (22) 29.02.80 (46): 07.06..83. Бюл. 9 21 (72) Л.А, Борисов, С.M. Головкин, и.С, Лединина и В.В.Яропольский .. (53) 621. 318. 3(088..8) (56)4,Гомельский Ю.С. Электрические элементы электрогидравлических устройств автоматики. М, "Энергия", 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

В 612289, кл. Н 01. F 7/14, 1978. (54) (57) 1. ПОВОРОТНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ, содержащий . цилиндрический зубчатый .. статор, ротор, включаккций в себя два цилиндрических магнитопровода, в средней части каждого из которых выйолнена кольцевая проточка так, что образуются два торцовых элемента, две кольцевые обмотки управления, каждая из которых расположена в кольцевых проточках цилиндрических магнитопроводов ротора между торцовыми элементами, и постоянный магнит. размещенный между указанными

„„SV„;, 1022227 А

» цилиндрическими магнитопроводами, прн этом но крайней мере один из двух торцовых элементов каждого . цилиндрического магнитопровода ротора выполнен зубчатым н установлен с зазором по отношению к зубцам статора, отличающийся

:тем, что, с целью повыаения поэици онирующего эффекта, средняя часть каждого из цилиндрических магнитопроводов ротора выполнена из немагнитного материала;

2. Электромагнит по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что второй торцовой элемент каждого цилиндрического магнитопровода ротора и соответ-Я ствующнй ему участок статора выполнены так, что между ними образован равномерный кольцевой воздушный зазор.

3. Электромагнит по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что средняя часть каждого цилиндрического магии» и топровода ротора из немагнитного материала выполнена в виде набора шайб, jaime

1022227

Изобретение относится к электромагнитным устройствам с пропорциональ . ным управлением, которые нашли широкое применение в электрогидравличес ких усилителях и в качестве исполнительных механизмов в системах автома- 5 тики.

Известны электромагнитные устройства, содержащие якорь, обмотку управления, магнитопровод, источник возбуждения, механическую пружину и 1О преобразующие входной электрический сигнал в угол поворота якоря $1(, Недостатком этих устройств является низкое отношение электромагнит-: ного момента, развиваемого в нулевом,: 5 .положении к его весу и наличие мехами

:! нической пружины.

Наиболее эффективным устройством является электромагнит, содержащий .кольцевой зубчатый статор, постоян20 ный магнит, две кольцевые обмотки управления, зубчатый ротор в виде двух цилиндрических магнитопроводов, в средней часТи которых выполнена кольцевая проточка, а их торцы охва-:«25 тывают соответствующую каждому из: обмотку управления (2 !.

У

Недостатком известного устройства является недостаточно выраженный позиционирующий эффект, что в реальных схемах электрогидравлических усилите- ЗО лей, в которое оно входит, требует установки магнитной или механической пружины для установки ротора электромагнита в нулевое положение после снятия сигнала управления. Ç5

Цель изобретения - создание электромагнита, который Обладает существенным нозиционирующим эффектом.

Поставленная цель достигается тем, что в поворотном электромагните, са- 4Q держащем цилиндрический зубчатый статор, ротор, включающий в себя два цилиндрических магнитопровода, в средней части каждого из которых выполнена кольцевая проточка так, что 45 образуются два торцовых, элемента, две кольцевые обмотки управления, каждая из которых расположена в кольцевых проточках цилиндрических магнитопроводов ротора между торцовыми элементами, и постоянный магнит, размещенный между укаэанными цилиндрическими магнитопроводами, при этом по крайней мере один из двух торцовых элементов каждого цилиндрического магнитопровода ротора выполнен зубчатым и установлен с зазором по отношению к зубцам статора, средняя часть каждого из цилиндрических маг нитопроВодов ротора выполнена из немагнитного материала. 60

Второй торцовой элемент каждого цилиндрического магнитопровода ротора и соответствующий ему участок статора выполнены так, что между ними65 образован равномерный кольцевой воздушный зазор.

Средняя часть каждого цилиндрического магнитопровода ротора иэ немагнитного материала выполнена в виде набора шайб.

На фиг. 1 представлена конструк-: тивная схема предлагаемого электромагнита; на фиг. 2 — разрезы A-A u

B-B,íà фиг. 1; на фиг. 3 — разрезы

B-B u F-Г на фиг.1; на фиг, 4 — разрезы В-В" и Б-Б на фиг. 1 для повторного варианта электромагнита j.

Поворотный электромагнит состоит из магнитопроводящего кольцевого зубчатого статора 1, кольцевых обмоток

2 и 3 управления, соединенных встреч но, зубчатого ротора в виде двух цилиндрических магнитопроводов 4 и 5, укрепленных на магнитном валу б, и кольцевого постоянного магнита. 7, размещенного между ними. Средняя часть каждого цилиндрического магии топровода ротора выполнена в виде набора немагнитных шайб 8 (например, из меди или алюминия, которые образуют позиционирующий зазор Д„ в каждом цилиндрическом магнитойроводе.

Зубчатые торцы каждого цилиндрического магнитопровода ротора сдвинуты друг. относительно друга по углу на половину ширины зубца, а сами маг нитопроводы совпадают по угловому положению (фиг. 2 и 3). Вал ротора вращается в подшипниках 9,. расположенных во фланцах 10 °

На фиг. 4 представлен разрез по внутренним торцам цилиндрических маг. нитопроводов ротора второго варианта электромагнита, в котором внутренние торцы цилиндрических магнитопроводов ротора и соответствующие им части статора выполнены без зубцов таким об- разом,что между ними образованы коль-,, цевые зазоры,которые выполняют функции позиционирующих зазоров. Во втором варианте электромагнита зазоры }„ могут отсутствовать.

Принцип действия поворотного электромагнита заключается в следующем.

При отсутствии тока в обмотках 2 и 3 управления ротор находится в нейтральном положении.Это положение определяе ся максимальной магнитной проводимостью цепи,образованной цилиндрическими магнитопроводами 4 и 5 ротора,статором 2 и постоянным магнитом 7.

В этом положении зубцы статора 1 перекрывают зубцымагнитопроводов 4 и 5 ротора по углу на половину ширины зубца (фиг. 2 и 3 ). При принудительном вращении ротора возникает востанавливающий момент, направленный в сторону, противоположную вращению за счет действия магнитной пружины.

Магнитная пружина работает следую щим образом.

1022227

Составитель Г. Алексеев

Редактор С. -Квятковская Техред В.далекорей

Корректор A. Дзятко

Заказ 4056/45 THpcUK 703

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

bio делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

При повороте ротора проводимость .одного цилиндрического магнитопровода возрастает, а другого уменьшается. Поэтому уменьшается проводимость магнитной системы постоянный магнитмагнитопровод - статор †.магнитопро- 5 вод и возмцсает востанавливающий момент И f (д„)ot при У (0 )=О, который для углов поворота oL равных 0,350,4 угловой ширины зубца, являющихся рабочими, имеет линейную зависимость 1О .от Ы . Измейения а„за счет изменения толщины набора немагнитных шайб 8, можно регулировать жесткость магнитной пружины, т.е. выходные характеристики. электромагйита, йричем больше й,, тем больше жесткость магнитной пружйны.

При подаче тоКа в обмотки 2 и 3 управления возникают магнитные пото4 ки, которые взаимодействуют с потоком от постоянного магнита 7,. в ре. зультате чего возникает вращающий момент на роторе. Ротор вращается до тех пор, пока этот момент не уравновесится моментом от магнитной пружины, т.е. электромагнит обладает явно выраженнымпозиционирующим эффектом.

Для изменения направления.вращения ротора необходимо изменить направление тока в обмотках управления.

Аналогично работает второй вариант электромагнита, показанной на ,фиг. 4.

Предлагаемый поворотный электро-. магнит позволяет снизить вес первого, каскада электрогндравлических усилителей и увеличить ресурс его работы. и °