Поворотный электромагнит

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитам . Цель изобретения - повьппение КПД и уменьшение габаритов конструкции. Поворотный электромагнит содержит корпус 1, в котором находится каркас 5 катушки с обмоткой 4, ротор 9, установленный на оси 6, кольцо 14 и пружина 16./Крышка 2 и ротор 9 имеют взаимно распо .ложенные поверхности, оформленные как винтовые линии с шагом в осевом направлении, который прерывается двухкратно ступенеобразно. Зазор ;между ротором 9 и крышкой 2 изменяется во время работы поворотйого электромагнита и образует таким образом рабочий зазор электромагнита. : Движение или, соответственно, поворот ротора 9 передается через ось 11 о т корпуса I по направлению наружу, возврат обеспечивает пружина 16, Поворотный электромагнит снабжен постоянным магнитом, с помощью которого улучшаются механические показатели переключения. При этом с помощью соответствующих размеров возвратной ;пружины 16 может быть достигнуто то, I что поворотный электромагнит работа- ; ет как бистабильный. элемент, который . для перехода из одного состояния в другое может управляться с помощью импульсов. 1 з.п. ф-лы. 4 ил. О)

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 01 Е 7/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3957901:/24-07 (22) 26.09.85 (31) P-1672/84 (32) 27.09.84 (33) ТЧ (46) 15.01.89. Бюл. 11 2 (71) Искра-Созд Электроковинске

Индустрие Н.Сол,О (IV) (72) Виктор Томазин (IV) (53) 621.318.3(088.8) (56) Заявка ФРГ N 2363818, кл, Н 02 К 26/00, 1975 ° (54) ПОВОРОТИКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТ (57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитам, Цель изобретения — повышение КПД и уменьшение габаритов конструкции, Поворотный электромагнит содержит корпус 1, в котором находится каркас 5 катушки с обмот-. кой 4, ротор 9, установленный на оси 6, кольцо 14 и пружина 16.,бКрыш ка 2 и ротор 9 имеют взаимно распо„„SU „„1452500 A 3 ложенные поверхности, оформленные как винтовые линии с шагом в осевом направлении, который прерывается двухкратно ступенеобразно. Зазор

;между ротором 9 и крышкой 2 изменяется во время работы поворотного электромагнита и образует таким обра зом рабочий зазор электромагнита.

Движение или, соответственно, поворот ротора 9 передается через ось ll от корпуса 1 по -направлению наружу, возврат обеспечивает пружина 16 ° Поворотный электромагнит снабжен постоянным магнитом, с помощью которого улучшаются механические показатели переключения. При этом с помощью соответствующих размеров возвратной пружины 16 может быть достигнуто то, что поворотный электромагнит работа; ет как бистабильный. элемент, который . для перехода из одного состояния в другое может управляться с помощью импульсов. 1 s.ï. ф-лы, 4 ил.

1452500

Изобретение относится к электро. технике, в частности к электромагнитам.

Цель изобретения — повышение КПД преобразования энергии и уменьшение габаритов конструкции.

На фиг. 1 представлен поворотный электромагнит, поперечное сечение; на фиг. 2 — то же, вариант исполнения; на фиг. 3 — крышка поворстного электромагнита, поперечное сечение; на фиг. 4 - ротор поворотного электромагнита.

В корпусе 1 поворотного электромагнита, изготовленном из магнитного материала и закрывающемся крышкой

2 из такого же материала, установле. на система, которая защищена от ! внешних влиянии. Соединение между корпусом 1 и крьпнкой 2 осуществляется. с помощью штифтов 3. Движущаяся система установлена внутри обмотки 4 возбуждения, которая наматывается на каркас 5 катушки. Ось 6 закрепле-! на в системе с помощью двух закрытых шарикоподшипников 7 и 8, которые помещены в корпусе 1 и в крышке 2. Ротор 9 насажен напрессовкой на ось б, снабженную ребрами, что обеспечивает механически компактную систему, та,ким же образом механически компактно, осуществлена сборка оси 6 и гильзы 10. На наружной стороне корпуса 1 помещен вывод 11, через который выведены присоединения обмотки 4 воз-буждения. Подшипник 7 фиксируется в крышке 2 с помощью подкладочной шайбы 12. С помощью пружинящего кре пежного кольца 13, обеспечивается в начале сборки прочное соединение монтажной группы с крышкой 2. Кольцо

14 впрессовывается в корпус 1 таким образом позиционируется подшипник 8, который с наружной стороны поджимается выполненньм в виде втулки корпусом 15 возвратной пружины 16.

Установленная в корпусе 15 возвратная пружина 16 предохраняется на наружной стороне от выпадения с помощью пруяжнящего крепежного кольца 17. 0

Возвратная пружина 16 поддерживает систему в начальном положении и по окончании импульса через обмотку

4 возбуждения также возвращает ее в начальное положение, Ток, проходящий через обмотку 4, образует магнитное поле, которое замыкается на наружной стороне обмотки 4 через корпус 1 и крышку ?, а в каркасе катуш- ки 5 через ротор 9 и кольцо 14. Эти детали изготовлены из мягкого магнитного материала, который имеет низкое магнитное сопротивление, Так как магнитное поле не распространяется по оси 6, то она изготовлена из немагнитного материала. Поверхности, образующие зазор между ротором 9 и крьш1кой ?, являются зеркально одинаковыми. Зазором является винтовая линия с шагом в осевом .направлении, который прерывается двухкратно ступенеобразно.

Шаг винтовой линии устанавливается в оптимальном режиме при различных углах поворота ротора 9 ° Рабочий зазор между ротором 9 и крышкой 2 уже в начальной стадии должен быть по возможности небольшим и сужаться при работе магнита, при этом также и в конечном состоянии образующие его поверхности не должны приходить в соприкосновение, так как это может привести к блокировке системы.

Таким образом, вращение ротора

9 передается на ось 6, с которой он жестко соединен, Гильза 10 жестко напрессовывается на ось 6. Кольцо

14, которое впрессовывается в корпус 1, позиционирует подшипник 8, и последний ограничивает положение роторя 9.

С помощью юстировки достигается минимальное отверстие зазора, с помощью увеличения поверхностей снижается плотность магнитного поля на зазоре и в зазоре.

Таким образом, между корпусами магнита и ротора достигается хорошее магнитное замыкание, за счет чего

cHIDKBKTc.R потери энергии. Подвижные детали электромагнита обладают минимальной инерцией,,иначе бы удлинялись процессы переключения. Вся масса подвижных деталей ротора 9 и гильзы 10 между подшипниками 7 и 8 лежит на оси 6. Подшипники 7 и 8 закрытого типа и могут быть изготовлены. как из магнитного, YGK и немагнитного материала. При соответствующей механической защите корпуса 1, корпуса

15 и пружинь. 16 вся система является компактной и защищена против внешних атмосферных воздействий.

Поворотный электромагнит, представленный на фиг. 2, по сравнению с описанным электромагнитом имеет

14.52 5ОО

45

55 еще и постоянный магнит 18, Наряду с энергией, которая поставляется обмоткой возбуждения, используется потенциальная энергия дополнительного магнита, благодаря чему улучшаются механические характеристики переключения и энергетический коэффициент полезного действия системы.

Постоянный магнит 18 установлен в корпусе 1 магнита и имеет поляризацию в осевом направлении электромагнита. Перекрывается он элементом, служащим основанием 19 корпус" которое крепится на корпусе 1 с помощью заклепок,20. Магнитное поле попостоянного магнита 18 замыкается через основание 19 корпуса и корпус 1. Возвратная пружина 16 поддерживает ротор 9 в открытом состоянии рабочего зазора между крьппкой 2 и ротором 9, который представляет собой существенное магнитное сопротивление для поля постоянного магнита

l8, последнее замыкается по кратчайшему пути через основание 19 корпуса и поверхность корпуса 1 (в наг.— равлении, обозначенном стелкой А).

Если через обмотку 4 протекает ток, то он образует магнитное поле, которое возбуждает ротор 9. Если направление этого магнитного поля совпадает с направлением поля постоянного магнита 18, то обе компоненты слагаются и поле замыкается через сердечник обмотки 4, постоянный магнит 18, основание 19 корпуса и наружную сторону корпуса 1 (в направлении, обозначенном стрелкой В), В направлении А направление магнитных полей противоположно, таким образом, этот путь образует более высокое магнитное сопротивление, более длинный путь в направлении Б.

При возбуждении ротора 9 уменьшается рабочий зазор и, соответственно, магнитное сопротивление на этом пути. Если ток через обмотку прерывается, то эта компонента магнитного поля больше не возникает. Оставшийся магнитный поток через постоянный магнит 18 разветвляется по направлениям А и Б в соотношении магнитных сопротивлений этих ветвей.

Возвратная пружина 16 определяет теперь две возможности действия электромагнита, так как она регулируется таким образом, что преодолевает момент на роторе 9, который образует

5 !

О

35 магнитное поле постоянного магнита на пути в направлении Б и поворачивает ротор 9 в начальное положение.

Таким образом, увеличивается рабочий зазор, а следовательно и магнитное сопротивление на пути в направлении Б, снова возникает замкнутый путь магнитного поля постоянного магнита в направлении А, Поворотный электромагнит может работать без постоянного магнита 18 в этом случае при одинаковой подаваемой мощности имеет место более сильное магнитное поле, что обеспечивает лучшие механические качества, Остановочный момент возбужденного постоянного магнита более высокий. Соглас-: но второму примеру конструкции возвратная пружина 16 должна иметь такие размеры, чтобы при прерывании тока через обмотку 4 ротор 9 все еще находился в прежнем состоянии возбуждения и замыкал рабочий зазор.

Магнитное поле постоянного магнита

18 замыкается по направлениям А и Б.

Компонента в направлении Б этого поля держит ротор 9 в состоянии замкнутого рабочего зазора.

Если через обмотку 4 протекает ток в направлении, которое противоположно прежнему, то он образует магнитное поле, которое компенсирует компоненту в направлении Б, Возвратная пружина 16 возвращает ротор 9 в начальное положение. Ток через обмотку 4, который отключает электромагнит относительно величины компоненты постоянного магнита на пути в направлении Б должен быть соответственно меньшим. Если имеет место превьппение, то прекращается влияние постоянного магнита 18 и электромагнит вновь возбуждается.

При соответствующих размерах постоянного магнита 18, возвратной пружины 16 и соответствующей величи» не электрического питания поворотный электромагнит работает как бистабильный элемент, который для каждого состояния переключения управляется только импульсами при соответствующем направлении тока через обмотку 4 возбуждения, Подвижная система поворотного электромагнита, которая находится в магнитном поле постоянного магии.

5 14 та 18, достаточно хорошо защищена корпусом 1 от влияния загрязнений.

На фиг. 3 представлена крышка 2 поворотного электромагнита с подшипником 7, подкладочной шайбой 12 и латунным вкладышем 21, который ограничивает поворот ротора 9 в поворотном электромагните. Торцовая поверхность, которая совместно с ротором ,9 образует рабочий зазор, обра зована ! . двумя симметричными BbIDITBMIIoBBHHblMH полюсами, при этом они образованы в плоскости винтовой линии с шагом в осевом направлении.

На фиг ° 4 представлен ротор 9, который соответствует крышке 3 (фиг. 3) с двумя выштампованными полюсами в осевом направлении, которые зеркально симметричны. Ротор имеет две противолежащие клинообразные выемки на торцовой стороне, которая образует рабочий зазор относительно крышки 2. Клинообразные выемки пе рекрываются вкладышами 21 (AH1 . 3), таким образом ограничивается поворот ротора 9.

1Â

10 l8 ïïï б формула изобретения

1. Поворотный электромагнит, содержащий корпус с крышкой, каркас катушки с обмоткой, втулку, подшипники, один из которых установлен в крышке, а другой в корпусе, в подшипниках расположена ось, на которой с прилеганием к одному из подшипников установлена гильза, а с прилеганием к другому подшипнику установлен ротор, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД преобразования энергии и уменьшения габаритов конструкции, он снабжен возврат. ной пружиной и кольцом, установленным на одном из подшипников между корпусом и ротором, а указанная возвратная пружина расположена между указанными осью и втулкой, которая прилегает к внешней стороне одного из подшипников.

2. Электромагнит по п. 1, о т—

I л и ч а ю шийся тем, что он

25 снабжен элементом, служащим основанием корпуса, и постоянным магнитом, расположенным в корпусе перпендикулярно оси на указанном основании.

1452500

Составитель Н, Кузина

Техред М.Дидык Корректор О. Тигор, Редактор Л. Веселовская

Заказ 7097/59

Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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