Электромагнитный механизм

 

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в качестве привода клапанов, вентилей, задвижек, молотков, которые находят широкое применение в различных отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение надежности и расширение эксплуатационных возможностей. Включение и отключение силовой катушки 6 в результате измерения трех параметров: координаты якоря, тока силовой катушки 6, проходящего через основную обмотку подмагничивания 20, и тока дополнительной обмотки подмагничивания 21, обеспечивающей регулировку частоты возвратно-поступательного движения якоря электромагнитного механизма. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 F 7/18

1:

B

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4623905/24-07 (22) 22.12.88 (46) 15.12,90. Бюл. hb 46 (71) Подмосковный научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт (72) Ю.г. Почуев и Л.П. Савенкова (53) 621.318.3-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1046780, кл, Н 01 F 7/18, 1982.

Авторское свидетельство СССР

hb 235208, кл. Н 01 F 7/18, 1968. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МЕХАНИЗМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в качестве при Ы „1614041 А1 вода клапанов, вентилей, задвижек, молотков, которые находят широкое применение в различных отраслях промышленности. . Целью изобретения является повышение надежности и расширение эксплуатационных возможностей, Включение и отключение силовой катушки 6 в результате измерения трех параметров: координаты якоря, тока силовой катушки 6, проходящего через основную обмотку 20 подмагничивания, и тока дополнительной обмотки 21 подмагничивания, обеспечивающей регулировку частоты возвратно-поступательного движения якоря электромагнитного механизма. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве привода клапанов, ве1-г: I IfIBf задвижек и

MolfoTf(oB, которые находят широкое применение в различных отраслях промышленности.

Цель изобретения — Ioвышение .-)аве>(нОсти и расширение эксплуатацио) IH l=lх Бозмо>кностей электромагнитного механизма путем регулирования частоты перемещения якоря. (-18 фи 1 i/!3ofq ;,)к -"- - л - 1 : 00,, -! -.1механизм, Общий Вид R I. !3p838 l-io фи! . 2 схема вкгночения электза !/;=:i H."!THo! (:;ех.:. низма; HB фиГ,) — 3 зе;;": поясняющие !забо. у:.—.::-, -,,:;, .-.,-: ..-.,:„-о:.. ;; —:— ханизма.

Злектомаг)-11:.-.-.:-;Ы и из корпуса i, якоря 2. Г!/-, ",,—: /1>к1:с!:. :: . -,: а,1

ВИНТОВО! О VB>B! IMB(/;= .",: /." ",: !." . ."1 г:, ;.-,:.;", силовой катушки з, —," .. з з;.В :-.;=, 7 и(;

PBMOUIBHI/!M KOтОа|-!!//: Р1-I!l/ г::! - . -.:-,:...— )i:,Q невого магнитопровода., закоспле, i!;Ofo !а кооп,се 1, и по..:,Ви>!< -10гз ()эодэч - „".-.:;- .. .,ля возврата я кооя 2 В pi!";.Кол; ) B:.з o::../,i-: 1 жит Г)рух(ина 1О,. Якор ;: 2 88ð-;8 :.:.; (1)!1;-„ B:;

3 шлицевым соед1инени81:1., -,:-., .(носи-1-ь -..

Но /я)коря 2 фланр !,,,;,:; - >KB-; — Г;еаеь:,/ цать/ только на Оси, Сое,- - Mé ст--,.->к:-нь ззо: 8--о-" маГнитопровода F.. Г!;:.д/" Г=:В!! -: собой трансформатор 1 ., г:8;.з-вич1-!ая Обмотка "!2 которого включен;-.. . (1()сг!8!.,ОВ-; —:.Bë. H:. B,дро-;— селем 1,) /! qBã;:;8 г,/;д, ;.) .Bo ",4 -jo(H.. iс-8! а сети 38pB:.MBHI!.,rс: ro;;-.. -,ТО!-)1:.:",-1: ",:,!з з .

1э трансформ =; аp.: . . :8!зе.=; 8. -1(11&6!."..{ . - ..л ный мост 6 и ключевой = лемент 1! Вкл!!к)ч(:на в Цепь уп равленMВ / иj>f/// торо! J! 1 8, Конденсатор 19, Включе Hbil/i нз ВыхО!!8 Вы" прямительного моста i5, слу>кит дл) 0588печения вкл:,-зченногз состоя1!ия тиристора

18 при перехода управляюшэ!(. напра>кения f80881 "ноль . 1" а за);с(В(зрмзторе ", размещены основная 2О и дополнитель ая

21 Обмотки подмагнич)/1ван)/)р пос;(!ягбана)-1 тока. Основная Об,".О f(8. .)ï !!Од!мз!.нич!)вания

С08ДИНена ПОСЛВДОВатель-1(i С (.)fiо-;-. l!1Ка;-;,/!Вкой 6, причем Они зашун-. .-Ованы диодзм,з.,..

Основная обмотка 2О служи),,л;! подь::. "-.!)ч1/1вания «рансформато)-а 1 i и Обесг,ечивает 0 :— клю(энне TMpYicrОрв 18/,.:.-!8;)8 ()ста1)овк/1 яKopf Цополнител -"ая "бмотк"-) ) i и::льи ничивав-1ия служит для из! 8!-!8::-! )я час) Гы пе Оемещения якоря пут!-м )зегупи(зс Вания ..-.:,;:.)аемОГО на нее и!зстолннОГО H Впря>кения уде! (ания тиристора 18 В Выкл!О:1..-Нно!< состоя)-;" 1,).,(. Возвоэщеиия !кО!зй 2 и !)с:А)/;

:.—:..:; полож; —;н /! пi)/f х1зло!)ток, :ходе.

ДЛЯ У;;1ЕН1,)11811 q.,f ВЛИЯНИЯ ПОИТЯ>КЕ)-!!/11подвижного сердечника -) K броневом j 18iнитопроводу 8 на усилие перемещения якоря вниз под действием пружины 10 броневой магнитопровод 8 и подвижный сердечник 9 могут быть установлены не со5 осно с осью якоря 2 (как показано на фиг. 1), а перпендикулярно к оси якоря 2. Тогда подвижный сердечник 9, связанный с якорем

2 и расположенный в плоскости, совпадающей с осью якоря 2, будет перемещаться в

1О направлении, перпендикулярном постоянному магнитному потоку, создаваемому в броневом сердечнике 8 основной 20 и дополнительной 21 обмотками подмагничивания. За счет = гого уменьшается сo(;-Гавля)ощая элекrромагнитной силы

li.)еобразоват8ля 7., которая тормозит перемещение якоря 2 вниз под действием .)р,/>хины 1О.

Изменение электрических и магнитных :Ф параметров электромагнитного механизма при его работе иллюстрируется временными / .Иаграммами, показанными на фиг. 3, На фиг. За дано изменение тока ls силовой;àòóøêè 6 в процессе ее включения и

25 От1(лючения, т.е, при возвратно-поступательном движении якоря. Следует иметь в виду, что ток 4 проходит и через Основную

Обмотку 20 подмагничивания преобразователя 7, т.е. ti)=iso. Характерные точки изме1О нBHèÿ коивой тока lg=l2Q определяются !

4!Оментами Времени (пуск, т1, т2, (3. т4, т5, и

tI»-,к, В момент tf.y«замыкаетсЯ тУмблеР

",4, ключевой элемент 17 пробивается и. 4

Вкл!очается тиристор 18. ,другие значения времени топределяют, t) — момент трогания якоря 2 вверх;

, — момент остановки якоря в крайнем веохнем положении;

40 6 — момент отключения тиристора 18. силовой катушки 6 и основной обмотки 20

Г! Одма Г1-1ичи ва н и я;

Т/) — момент, когда ток, проходящий через силовую катушку 6 и основную обмотку

4" 2О подмагничивания за счет обратного диода 22, уменьшается до нуля (это время соответствует началу движения якоря 2 вниз под действием пружины 10);

- ;::О (5 — момент окончания перемещения якоря 2 вниз.

На фиг. Зб дано изменение (перемещеHiM8) 5 положения якоря 2 в процессе включения и orêëfo÷BHMÿ силовой катушки 6. ;:5 Г)а фиг, Зв дано изменение магнитной индукции Б(20- 1) постоянного поля в преОбразователе 7, вызванное; изменением тока основной обмотки подмагничивания 20 в течение времени

4)уск f:5i

1614041

55 постоянным напряжением дополнительной обмотки подмагничивания 21 в течение времени спу« — сз; перемещением S подвижного сердечника 9, связанного с якорем в течение времени спу« — t5.

На фиг. Зг показано изменение напряжения на выходе выпрямительного моста

16, т.е. напряжения, которое определяет состояние тиристора 18.

На фиг. Зд представлено изменение в течение времени try«-tg магнитной индукции Вгс в преобразователе 7 от тока дополнительной обмотки 21 подмагничивания при неизменном напряжении на последней.

Электромагнитный механизм работает следующим образом.

При подаче постоянного напряжения на дополнительную обмотку 21 подмагничивания трансформатор 11 подмагничивается незначительно, При включении тумблера 14 напряжения на первичной 12 и вторичной

15 обмотках трансформатора 11 и на выходе выпрямительного моста 16 таковы (фиг. Зг), что ключевой элемент 17 пробивается и тиристор 18 включается. Через силовую катушку 6 и основную обмотку 20 подмагничивания проходит постоянный ток (фиг. За), Так как зазор между броневым магнитопроводом 8 и подвижным сердечником 9 относительно велик, то трансформатор 11 подмагничивается незначительно. По мере нарастания тока силовой катушки 6 якорь 2 начинает перемещаться вверх без поворотов(время t> на фиг. Зб), сжимая пружину 10, При этом подвижный фланец 3 притянут электромагнитной силой к корпусу

1, а якорь 2 за счет винта 4 поворачивает гайку 5 на один шаг. С перемещением якоря

2 движется вверх и подвижный сердечник 9, приближаясь к магнитопроводу 8. В результате подмагничивания трансформатора 11 индуктивность первичной обмотки 12 уменьшается, а напряжение 0сп на ней, на обмотке 15 и на выходе выпрямительного моста 16 уменьшаются настолько, что ключевой элемент 17 закрывается (фиг. Зг). Тиристор 18 отключается (момент времени сз на фиг. За). Обмотки 6 и 20 обесточиваются и якорь 2 после уменьшения тока !б до нуля под действием пружины 10 перемещается в нижнее положение в течение времени t6-t4 (фиг, Зб). При этом гайка 5 остается неподвижной зэ счет сил самоторможения связанного с ней механизма, а винт 4 вывертывается из нее вместе с поворотом якоря 2 и подвижного фланца 3, так как последний с исчезновением постоянного магнитного потока Ф теряет электромагнитную связь с корпусом 1 и свободно повора5

50 чивается вместе с якорем, В момент време/ ни спуск напряжение U1r на выпрямительНоМ мосте 16 снова возрастает, ключевой элемент 17 пробивается и включается тиристор 18. Якорь снова поднимается вверх и поворачивает гайку 5 еще на один шэг. Шаговое перемещение гайки 5 будет происходить до тех пор, пока включен тумблер 14, Рассмотрим случай, когда напряжение на дополнительной обмотке 21 подмагничивания изменили, например, повысили. Тогда магнитная индукция В с (фиг. Зд) возросла (пунктирная линия). Вырастает и магнитная индукция Вро-2с) (пунктирная линия на фиг. Зв). Это приводит к отключению тиристора 18 в момент времени с3 °

Таким образом, изменяют время включенного состояния тиристора 18, а следовательно, и частоту перемещения якоря.

При таком устройстве отключение и включение (управление) силовой катушки происходит в результате изменения трех параметров:. координаты якоря;тока силовой катушки, проходящего через основную обмотку подмагничивания, и тока дополнительной обмотки подмагничивания, благодаря чему обеспечивается надежное отключение и включение силовой катушки электромагнитных механизмов различного назначения и регулируется частота перемещения якоря, в результатечегоупрощается устройство управления, повышается его надежность и.расширяется область его применения на электромагнитные механизмы различного назначения, мощности и габаритов с регулированием частоты перемещения якоря, что избавляет от необходимости разработки ряда устройств управления для конкретных механизмов с меньшей надежностью и ограниченной (по частоте перемещения якоря) областью применения. Поэтому стоимость предлагаемого электромагнитного механизма будет значительно дешевле известн ых.

Предлагаемый электромагнитный механизм предусматривается использовать в приводе гидрораспределителя и стрелочного привода, а также в приводах пропорциональных клапанов, захватов манипуляторов, тормозных систем различного назначения, задвижек и отбойных молотков, для клепки и рубки металла и в приводах других аналогичных механизмов.

Формула изобретения

Электромагнитный механизм, содержащий корпус якоря, силовую катушку, преобразователь перемещения с обмоткой обратной связи переменного тока и тиристор, причем силовая катушка включена в цепьтиристора, отл ича ющи йся тем, что, с целью повышения надежности и расширения эксплуатационных возможностей, в него введены дроссель, ключевой элемент, выпрямительный мост и выводы для подключения регулируемого источника постоянного напряжения, преобразователь перемещения

Выполнен в виде неподвижного броневого

) агнитопровода, связанного с корпусом, и повижного сердечника, связанного с якорем, редний стержень броневого магнитопровода

1 ыполнен в виде трансформатора, первичной рбмоткой которого служит указанная обмотка рбратной связи переменного тока. на среднем стержне броневого магнитопровода размещены основная и дополнительная обмотки подмагничивания постоянного тока, причем вторичная обмотка трансформатора

5 через выпрямительный мост и ключевой элемент включена в цепь управления тиристором, обмотка дросселя включена последовательно с первичной обмоткой трансформатора, основная обмотка под1О магничивания включена последовательно с силовой катушкой, дополнительная обмотка подмагничивания соединена с выводами для подключения регулируемого ист:дачника постоянно;апряжения.

1614041

3$ j 32

@20" 21) Составитель А.Каретников

Техред M.Mîpãåíòàë Корректор О.Кравцова

Редактор А.Ревин

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

Заказ 3894 Тираж 458 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскзя наб., 4/5