Электромагнит с форсировкой

 

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к электромагнитам постоянного тока, и может быть использовано в коммутационных аппаратах. Цель изобретения - повышение надежности и стабильности срабатывания электромагнита и упрощение схемы управления путем формирования четкого сигнала обратной связи в конце хода якоря. Якорь 5 выполнен со шляпкой 6. В проточках на торцовой поверхности фланца 4 со стороны шляпки 6 якоря 5 размещены соответственно первая и вторая обмотки обратной связи. Внутренний диаметр одной проточки равен внутреннему диаметру отверстия фланца 4, а внутренний диаметр другой проточки равен наружному диаметру шляпки 6 якоря 5. Обмотки обратной связи включены встречно и подключены к входу блока управления, ограничивающем току в обмотке после срабатывания за счет наличия четкого сигнала обратной связи в конце хода якоря. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19), (11) (51) 5 Н 01 Е 7/18 (ЮЮЗУЯ

Ц,.)-.;,,-" :c ) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Д7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4498820/24-07 (22) 03, 10 ° 88 (46) 15. 11. 90. Бюл. Ф 42 (72) А. В. Гордон, К. В, Костицына и Л.Н.Грачев (53) 621. 318. 3-5 (088. 8) (56) Коц Б.Э. Электромагниты постоянного тока с форсировкой..М.:Энергия, 1973, с. 9, Авторское свидетельство СССР

Р 235208, кл„ Н 01 F 7/18, 1968. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТ С ФОРСИРОВКОИ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитам постоянного тока, и может быть использовано в коммутационных аппаратах, Цель изобретения — повышение надежности и стабильности срабатывания элек2 тромагнита и упрощение схемы управления путем формирования четкого сигнала обратной связи в конце хода якоря, Якорь 5 выполнен со шляпкой 6, В проточках на торцовой поверхности фланца

4 со стороны шляпки 6 якоря 5 размещены соответственно первая и вторая обмотки обратной связи. Внутренний диаметр проточки равен внутреннему, диаметру отверстия фланца 4, а внутренний диаметр другой проточки равен наружному диаметру шляпки 6 якоря 5.

Обмотки обратной связи включены встречно и подключены к входу блока управления, ограничивающему ток в обмотке после срабатывания за счет наличия четкого сигнала обратной

1 связи в конце хода якоря. 4 ил.

1607022

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитам постоянного тока, и может быть использовано в коммутационных электро- 5 магнитных аппаратах с форсировкой и электромагнитных устройствах другого назначения с малым потреблением электроэнергии во включенном состоянии. !О

Целью изобретения является повышение надежности и стабильности срабатывания электромагнита и упрощение схемы управления путем формирования четкого сигнала обратной связи в конце ходя якоря.

На фиг.1 приведен упрощенный эскиз электромагнита с форсировкой; на фиг.2 — сечение по проточкам; на фиг.3 — функциональная схема управления; на фиг.4 — электрическая схема управления электромагнита.

Электромагнит с форсировкой содержит .рабочую обмотку 1, магнитопровод, состоящий из полюса 2, ярма 3, флан- 25 ца 4 и якоря 5 со шляпкой б. Выбор якоря со шляпкой обусловлен тем, что она используется не только Для увеличения тягового усилия в конце хода якоря, но и (главным образом) для получения импульса, сигнализирующего о срабатывании электромагнига. В проточках 7, 8 на торцовой поверхности фланца 4 со стороны шляпки 6 якоря 5 размещены первая и вторая соответственно обмотки 9, 10

35 обратной связи. Внутренний диаметр проточки 7 равен внутреннему диаметру фланца 4, а внутренний диаметр проточки 8 — диаметру шляпки 6 якоря 40

5. Такое расположение проточек и размещение в них обмоток обратной связи обеспечивает максимальную величину потока, измеряемого обмотками обратной связи при срабатывании электро- 45 магнита, а следовательно,.максимальную величину получаемого импульса.

Функциональная схема управления (фиг.3) включает в себя измерительный орган 11, триггер 12, усилитель 13

50 и стабилизирующий элемент 14.

Измерительный орган (фиг.4) состоит из двух встречно включенных обмоток 9, 10 обратной связи (обмотки могут быть соединены как последова- . тельно, так и параллельно), делителя

55 напряжения, выполненного на резисторах 15-17, и компаратора 18 (микросхема 521САЗ). Триггер 19 выполнен на микросхеме 564TN2, резисторах 20, 21 и конденсаторе 22, выходной усилитель — на транзисторе 23 H резисторах

24, 25. Стабилизирующий элемент 26 представляет собой стабилизатор тока или (в простейшем случае) резистор.

Рабочая обмотка 1 электромагнита включена в цепь нагрузки транзистора

23 и зашунтирована гасящим диодом 27, Электромагнит с форсировкой и схема управления работают следующим образом.

При отключенной цепи питания электромагнита (фиг.4) (U„ =0) и отсутствии сигнала на обмотках 9, 10 обратной связи с подачей напряжения питания в цепь управления триггер 19 устанавливается в исходное состояние, при котором с его выхода снимается логическая "1" и транзистор 23 подготавливается к открытию. При подаче напряжения питания Uä в цепь рабочей обмотки электромагнита по ней через открытый транзистор 23 начинает протекать рабочий ток, в магнитопроводе наводится магнитный поток

Ф 1 (фиг. 1) и якорь 5 притягивается к полюсу 2. По мере движения якоря уменьшаются магнитные зазоры 3, и и когда зазор 3g, становится достаточно малым, т.е. в конце хода якоря 5, значительная часть рабочего магнитного потока (Ф,) направляется в зазор 5» и в обмотках 9 (И < ) и 10 (И ) обратной связи, включенных встречно, наводится импульс ЭДС е=

=е»-е,, пропорциональный скорости изменения магнитного .потока e=dC d t.

ЭДС, наведенная в обмотках обратной связи, пройдя через делитель 1516-17 напряжения (фиг.4), поступает на вход компаратора 18, и на его выходе появляется сигнал, инвертирующий состояние триггера. В результате транзистор выходного усилителя закрывается., подключая к рабочей обмотке l электромагнита стабилизирующий элемент — добавочное сопротивление или стабилизатор тока, что приводит к резкому снижению тока, потребляемого обмоткой, до величины, необходимой для удержания электромагнита во включенном состоянии.

При снятии напряжения с рабочей обмотки якорь под действием возвратной пружины возвращается в исходное положение.

1607022

25

3 7 708

При использовании двух встречно включенных обмоток обратной связи на протяжении всего переходного процесса от момента подачи напряжения

U до полного срабатывания электромагнита измеряется лишь та доля рабочего потока, которая проходит через зазор 3 . Наружная обмотка обратной связи сцеплена с суммой потоков Ф, =

= (Ф +Ф5=@z) внутренняя . c + w = (+ +

+Ф ), а поток, измеряемый обеими обмотками, пропорционален разности (Фщ -Ф, (= )Ф (. Поэтому импульс П

=de /J t снимается с обмоток обратной связи лишь в самом конце хода якоря (начальная ЭДС, наводимая в обмотках в момент подачи напряжения U„, практически равна нулю).

Таким образом, благодаря тому, что импульс, управляющий моментом переключения обмотки с режима больщого тока на режим малого потребления, возникает лишь в самом конце хода якоря, повышается надежность и стабильность работы электромагнита за счет исключения преждевременного переключения схемы управления на режим малого потребления и возможного несрабатывания электромагнита.

Схема управления может быть выпол— нена в. виде микросхемы, что обеспечивает малые размеры конструкции в целом.

Формула из о бре re пня

Электромагнит с форсировкой, со" держащий броневой магнитопровод с фланцем с отверстием и стопом, втягивающийся цилиндрический якорь, рабочую обмотку постоянного тока, обмотку обратной связи и блок управления, причем указанная обмотка обратной связи размещена на фланце и подключена к входу блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и ста-ч.бильности срабатывания электромагнита и упрощения схемы управления путем формирования четкого сигнала обратной связи в конце хода якоря, в него введена дополнительная обмотка обратной связи, якорь выполнен с шляпкой, на укаэанном фланце магнитопровода выполнены две проточки в виде кольцевых канавок, обращенных открытой стороной к указанной шляпке якоря, каждая обмотка обратной связи размещена в одной из указанных проточек, якорь установлен так, что его шляпка размещена вне фланца магнитопровода, внутренний диаметр одной из проточек равен внутреннему диаметру отверстия во фланце, внутренний диаметр другой проточки равен наружному диаметру шляпки якоря, обмотки обратной связи включены встречно и соединены между собой и подсоединены на вход схемы управления.

1607022 з»

Составитель Ю.Романов

Редактор АiМвковская Техред N.Ходанич Корректор C. 1ерни

Заказ 3552 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101