Импульсный электромеханический преобразователь

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в ударных механизмах. Цель - повышение КПД посредством согласования инерционных характеристик якоря, электрической цепи катушки и механической нагрузки. Преобразователь содержит источник 1 импульсного тока, ключ 2, катушку 3, якорь 4 с дисками 5, разделенными упругими проставками 6. Поеле замыкания ключа 2 катушка 3 подключа ется к источнику 1 импульсного тока Электромагнитная сила, действующая на оболочку якоря 4, ускоряет ее независимо от заполняющих ее дисков, в силу того, что диски 5 могут скользить внутри якоря Якорь ускоренно разгоняется и сжимает упруже элементы 6, поочередно вовлекая в движение диски 5, таким образом, масса подвижной части возрастает ступенчато. При выходе якоря 4 из зоны взаимодействия с соленоидом 3, когда его движение становится равномерным, расстояние между дисками 5 принимает исходное значение При ударе якоря 4 о механическую нагрузку процесс развивается в обратном порядке, диски 5 передают накопленную энергию поочередно. Увеличение средней скорости при разгоне и распределение передачи энергии во времени позволяют согласовать инерционные характеристики и увеличить КПД преобразования. 2 ил. СП С

СОЮЗ СОВЕТСКЙУХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР в l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ в

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4730542/07 (22) 14.08.89 (46) 15.09.91. Бюл. М 34 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) В.Т. Чемерис, А.В. Пацев и А.H. Шац (53) 621.313.283(088.8)

° (56) Авторское свидетельство СССР

N 758283, кл. Н 01 Н 3/28, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 686126, кл. Н 02 К 33/00, 1979. (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в ударных механизмах. Цель — повышение КПД посредством согласования инерционных характеристик якоря, электрической цепи катушки и механической нагрузки. Преобразователь содержит источник 1 импульсного тока, ключ 2, катушку 3, якорь 4 с дисками 5, разделенными упругими проставками 6. ПоИзобретение относится к электротехнике, может быть использовано в ударных механизмах и машинах, предназначенных для технологических целей (дробление горных пород, прессование изделий и т.д.).

Цель изобретения — повышение КПД посредством согласования инерционных характеристик якоря, электрической цепи катушки и механической нагрузки.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый преобразователь; на фиг. 2— графики величин, характеризующих переходный процесс при разгоне якоря.

5U «1677808 А1 (я) s Н 02 К 33/00, Н 01 Н 3/28 сле замыкания ключа 2 катушка 3 подключается к источнику 1 импульсного тока. Электромагнитная сила. действующая на оболочку якоря 4, ускоряет ее независимо от заполняющих ее дисков, в силу того, что диски 5 могут скользить внутри якоря. Якорь ускоренно разгоняется и сжимает упругие элементы 6,, поочередно вовлекая в движение диски 5, таким образом, масса подвижной части возрастает ступенчато. При выходе якоря 4 из зоны взаимодействия с соленоидом 3, когда его движение становится равномерным,.расстояние между дисками 5 принимает исходное значение. При ударе якоря 4 о механическую нагрузку процесс развивается в обратном порядке, диски 5 передают накопленную энергию поочередно. Увеличение средней скорости при разгоне и распределение передачи энергии во времени позволяют согласовать инерционные характеристики и увеличить

КПД преобразования. 2 ил.

Преобразователь состоит из источника

1 импульсного тока, ключа 2, катушки 3, ме- С таллического якоря 4, заполненного диска- ОО ми 5, которые могут скользить внутри него, Диски 5 отделены друг от друга и от торцов контейнера упругими проставками 6. и

Преобразователь работает следующим образом.

После замыкания ключа катушка 3 подключается к источнику 1 импульсного тока (например, заряженной конденсаторной батарее). Начинается разряд батареи через катушку соленоида. Электромагнитная сила, действующая на якорь 4, ускоряет его неза1677808 висимо от заполняющих ее элементов в силу того, что диски 5 могут скользить внутри якоря 4. Якорь 4 разгоняется и начинает сжимать упругую проставку, отделяющую задний торец якоря 4 от ближайшего к нему 5 диска 5 в его полости. По мере сжатия диск вовлекается в движение и общая масса подвижной части вОзрастает. При этом диск начинает сжимать следующий упругий элемент и вовлекает в ускорение очередной 10 диск. Таким образом, масса подвижной части возрастает ступенчато, пока не будут вовлечены в движение все диски 5.

При выходе якоря из зоны взаимодействия с соленоидом, когда его движение ста- 15 новится равномерным за счет разжимания упругих проставок расстояние междудисками 5 принимает исходное значение. При ударе якоря 4 в механическую нагрузку процесс развивается в обратном порядке. 20

Сжимая упругие проставки б, диски 5 nooseредно передают свою кинетическую энергию якоря 4 и через него нагрузке. Таким образом, может быть достигнута заданная технологическими требованиями продол- 25 жительность силового воздействия якоря на механическую нагрузку.

Графики, приведенные на фиг. 2, позволяют обьяснить причину повышения эффективности энергопреобразования при 30 разгоне по сравнению с прототипом. При подаче в катушку 3 импульса тока, график которого изображен кривой А, якорь преоб- разователя разгоняется так, как показано на кривой В. Начальный ее участок соответствует разгону контейнера при неподвижных элементах внутри него. По мере того, как диски поочередно становятся присоединенной массой по отношению к контейнеру, происходит многократный процесс снижения и последующего набора скорости при поочередном вовлечении остальных дисков в движении. В итоге процесс разгона якоря характеризуется более высоким средним уровнем скорости по сравнению с движением монолитного якоря (кривая С). Это обуславливает более эффективное преобразование электрической энергии в механическую, так как относительная роль джоулевых потерь с ростом скорости снижается.

Формула изобретения

Импульсный электромеханический преобразователь, содержащий катушку, подключенную к источнику импульсного Тока, и подвижный якорь, выполненный из электропроводящего материала,. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД посредством согласования инерционных характеристик якоря, электрической цепи катушки и механической нагрузки, он снабжен дисками, отделенными упругими проставками друг от друга и от торцов якоря. размещенными внутри якоря, выполненного в виде полого электропроводящего контейнера, 1677808

Редактор Т, Клюкина

Заказ 3120 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCf

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 а (t)

o() Составитель В. Наровлянский

Техред М.Моргентал Корректор M. Кучерявая