Способ питания электромагнитного двигателя возвратно- поступательного действия

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ю 4 H 02 P 7 62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

И ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) СПОСОБ ПИТАНИЯ ЭЛЕЕТР(ЖАГНИТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ, состоящий в под" ключении обмотки двигателя к источнику питания на время, меньшее длительности движения якоря под действием этой обмотки, .о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения удельной мощности двигателя, .отключают обмотку от источника питания до прохождения якорем половины хода.

1ОСУДАРСТВЕНН Й КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3511325/24-07 (22) 12. 11.82 .(46) 15,06.88. Бюл. У 22 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) В.Н. Ряшенцев, Н,П. Ряшенцев и А.Н. Ряшенцев (53) 621.313.282(088.8) (56) 1.Ряшенцев Н.П.и др. Электропривод с линейными электромагнитными двигателями. Новосибирск:. Наука, 1981, с. 88-96.

2,Авторское свидетельство СССР

И 498403, кл, Н 02 P 7/62, 1974.

„„SU„„1403327 A 1

1403327

Изобретение относится к электромашиностроению, может быть использовано при создании электромагнитных машин ударного действия: молотков, перфораторов, молотов, бутобоев и других машин, разрушающих гор" ную породу и мерзлый грунт ударными нагрузками, машины для технологических процессов: вибраторов для выпуска руды из блоков или бункеров и для холодной прокатки труб, а также прессов, насосов, компрессоров и т,п.

Известен способ питания электромагнитной машины, состоящий в том, что электрическую энергию потребляют, пока машина совершает работу, после чего источник питания отключают, а нейспользованную магнитную 20 энергию преобразовывают в электрическую и передают во внешние электрические цепи (режим генерации), Отличительной чертой известного способа является одновременный расход 2 потребляемой энергии как на увеличение энергии магнитного поля, так и на совершение механической работы (1), Недостаток этого способа состоит в низкой удельной мощности машины и больших омических потерях энергии.

Наиболее близок по технической сущности к изобретению способ питания электромагнитного двигателя возвратно-поступательного действия, состоящий в том, что обмотку электромагнитного двигателя подключают к источнику питания на время, меньшее длительности хода под действием этой обмотки, после прекращения питания обмотки неизрасходованную часть энергии возвращают источнику питания, при этом импульсы питания, соответствующие оДному циклу работы, подают с периодом, не меньшим суммарного времени прямого и обратного хода якоря P2) .

В этом способе потери снижаются. .Однако энергия от источника питания подводится почти во все время движе- щ ния якоря, что обуславливает низкую удельную мощность двигателя. Это, в свою очередь, ведет к увеличению pasMepoa и массы якоря, увеличивает инерционность машины, ухудшает уп- у равляемость, Цель изобретения — повышение удель ной мощности электромагнитного двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в способе питания электромагнитного двигателя возвратно-поступатель" ного действия, состоящем в подключении обмотки двигателя к источнику питания на время, меньшее длительности движения якоря под действием этой обмотки, отключают обмотку от источника питания до прохождения якорем половины хода, На фиг, I.ïîêàçàèà циклограмма протекания тока и перемещения якоря машины по известному способу: на фиг. 2 — изменение напряжения питания, тока и перемещения якоря по предлагаемому способу, на фиг. 3— зависимость потокосцепления от тока в известном и предлагаемом способах.

На фиг 1-3 приняты следующие обозначения: i, i, — импульс тока, подаваемый в обмотку прямого и обратного хода соответственно, импульс форсированного напряжения, приложенный к обмотке прямого и обратного хода соответственно, U„

U — напряжение, возникающее при возврате энергии в источник, время такта соответственно обратного и прямого хода, Т вЂ” период тока в сети, Р— ход якоря, t — текущее время, (— потокосцепление (4 = P..n, где Р— магнитный поток, n — - число витков обмотки). . Как следует из фиг. 1, при подаче импульса тока i в обмотку обратного хода якорь сразу же начинает движение и совершает обратный ход (вверх), Энергопреобразование для одного такта такого режима работы изображено зависимостью y, = f(i) (фиг. 3). Механическая работа одного такта пропорциональна площадке, описанной зависимостью 4 = f(i). На фиг. 6 она описана кривой 0-1-2-3-4-0 при токе трогания

После прекращения протекания импульса тока в обмотке обратного хода начинает протекать ток i в обмотке прямого хода. Якорь изменяет направление движения и совершает рабочий ход. Процесс энергопреобраэования за такт рабочего хода практически мало чем отличается от энергопреобразо,вания при обратном ходе бойка: якорь начинает движение при токе трогания

i., c - i,, значительно раньше, чем потокосцепление магнитной системы достигает щ,, 1403327

Анализ существующих типов электромагнитных двигателей показывает, что известный способ преобразования энергии не обеспечивает высокой эффективности его работы, Известно, что сила тяги двигателя, а значит и величина работы, определяется величиной магнитного потока в воздушном зазоре. Для улучшения энергетических характеристик. целесообразно величину магнитного потока за

l такт поддержать наибольшей.

Такт энергопреобраэовайия по данному изобретению изображен зависимостью ц (д) на фиг. 3.

Быстрое наращивание потокосцепления в магнитной системе происходит по пути 0-5-6-7. В точке 7 потокосцепление достигло максимального значения. На рассмотренном участке происходит накопление энергии в магнитной системе, машина работы не совершает. В отличие от известных способов питания нарастание потокосцепления в магнитной системе происходит при почти неизменной индуктивности, На участке 7-3-4 накопленная магнитная энергия расходуется на совершение полезной работы. Потокосцепление в течение этого режима почти постоянно.

На участке 4-0 (фиг. 6) происходит генерация неиспользованной энергии магнитного поля во внешние электрические цепи.

Электромагнитная машина, энергопреобразование которой осуществляется с быстрым накоплением энергии и последующим использованием накопленной энергии магнитного поля, далее называется форсированной электро.магнитной машиной.

Поскольку площадка 0-1-2-3-4-0 характеризует работу нефорсированного двигателя,а площадка 0 "5-6-7-34-0 — форсированного, то, как видно из фиг. 3, форсированный двигатель со5 вершает. большую работу чем нефорсиУ рованный. Предельная работа, совершаемая при заданной величине начальной и конечной индуктивности определяется площадью 0-5-8-7-3-4-0.

Режим форсиравки осуществляется путем подачи импульса напряжения"Uny нли U . В это время нарастает ток

После отключения источника пита15 ния напряжение на выводах обмотки равно нулю, а ток падает.

Режим генерации показан напряжением ne H Пог ° ю

2р При использовании предлагаемого способа питания происходит быстрое нарастание силы, действующей на якорь в начале такта. Это создает предпосылки для улучшения управляемости ма25 шины, в том числе улучшения стабильности ее выходных характеристик (амплитуды хода, кинетической энергии и других).

Из результатов экспериментов с

3д форсированным электромагнитным двигателем следует, что при длительности импульса питания, во время которого якорь проходит более половины хода, эффективность форсированного питания значительно снижается и увеличение

35 мощности источника, необходимое для форсировки в этом случае нецелесоЭ образно.

Использование изобретения поэво4 ляет уменьшить габариты и массу электромагнитных двигателей, повысить частоту работы и, следовательно, производительность их при одновременном повышении коэффициента полезного действия.

1403327

Ф <р мамс

Составитель В.Алфимов

Техред М.Ходанич

Корректор 0-КРавцова

Редактор И.Сегляник

Подписное

Тираж 583

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3002/53

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4