Электромагнит

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроаппаратостроению. Цель - повышение долговечности и экономия электроэнергии. Электромагнит содержит сердечник 2 с обмоткой 4, якорь 5 в виде цилиндрического постоянного магнита с отверстием, наружная и внутренняя поверхности якоря имеют разную полярность, чем достигается цель изобретения. 2 з.п.ф-лы. 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 01 F 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4646057/07 (22) 01.02.89 (46) 23.02,92. Бюл. № 7 (71) Машиностроительное конструкторское бюро (72) А.П. Николайчук (53) 621.318.3(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1389669, кл. Н 01 F 7/13, 1986.

Патент США ¹ 3775714, кл. Н 01 F 7/08, 1973, Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в электромагнитах .. или в электроприводных устройствах с возвратно-поступательным перемещением рабочего органа, .

Известен электромагнит, состоящий из магнитопровода, стопа. сердечника с о6моткой, подпружиненного якоря, выполненного. из полых телескопических цилиндров, изготовленных из ферромагнитного. материала и соединенных подвижно между собой, Недостаток известного электромагнита заключается.в том, что при положении якоря во втянутом положении обмотка сердечника постоянно находится под током, т.е. постоянно расходуется электроэнергия. Из-за наличия пружины, возвращающей якорь в .исходное положение, требуется дополнительный расход электроэнергии для удержа-. ния пружины в.сжатом состоянии.

При перемещении якоря происходит износ его трущихся поверхностей, что снижает долговечность электромагнита.

Известен также электромагнит, состоящий из С-образного монолитного сердечни/ . ка с обмоткой, якоря из постоянного. магнита, поляризованного вдоль оси элект„„SU ÄÄ 1714690А1

2 (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроаппаратостроению, Цель — повышение долговечности и экономия электроэнергии. Электромагнит содержит сердечник 2 с обмоткой 4, якорь 5 в виде цилиндрического постоянного магнита с отверстием, наружная и внутренняя поверхности якоря имеют разную полярность, чем достигается цель изобретения.. 2 з,п.ф-лы, 9 ил. ромагнита, с направляющим и втулками, расположенными между сердечником и якорем.

Недостатки электромагнита заключаются в том, что якорь намагничен вдоль оси электромагнита, поэтому под действием магнитного взаимодействия с сердечником якорь может перекашиваться, что при перемещении якоря увеличивает износ направляющих и якоря. Кроме того, С-образный сердечник выполнен монолитным, что увеличивает расход. электроэнергии на нагрев, сердечника из-за возникновения токов Фу- ф, ко.. 0

Цель изобретения — повышение долговечности и экономичности.

Поставленная цель достигается тем, что е электромагните, содержащем корпус, сер. дечник С-образной формы с обмоткой, д якорь, выполненный из постоянного магнита, направляющую якоря, расположенную между якорем и.сердечником, в якоре выполнено отверстие, соосное с наружной цилиндрической поверхностью якоря, якорь намагничен радиально таким образом, что поверхность якоря, образованная указанным отверстием, имеет одну полярность. а

1714690 наружная поверхность якоря — другую полярность, сердечник выполнен из набора магнитопроводящих пластин.

Поскольку якорь намагничен радиально, то силы магнитного взаимодействия между сердечником и якорем, возникающие при,подключении обмотки сердечника к источнику электроэнергии, заставляют якорь

"вспл ы вать" и. с малым трением перемещаться в направляющей, расположенной между сердечником и якорем, при этом повышается долговечность электромагнита.

Так как С-образный сердечник выполнен из набора магнитопроводящих пластин, уменьшаются потери электроэнергии на нагрев сердечника, чем достигается экономия электроэнергии.

На фиг.1 изображен продЬльный разрез электромагнита; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1, на фиг,3 — продольный разрез электромагнита с цилиндрическим сердечником; на фиг.4 — сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.5— продольный разрез электромагнита с наружным расположением якоря; на фиг.6— сечение В-В на фиг,5; на фиг.7,8,9- варианты сердечника.

Электромагнит содержит корпус 1, выполненный из немагнитного материала, в котором закреплен сердечник 2, состоящий из набора С-образных пластин из магнитопроводного материала, Внутренние края C-образных пластин собраны в пакет и образуют внутреннюю цилиндрическую поверхность сердечника, в которой расположена направляющая втулка 3 в виде тонкостенного цилиндра, выполненного из немагнитного материала, например из алюминиевого сплава с антифрикционным покрытием внутренней Ilo верхности. На сердечнике 2 расположена обмотка 4. Втулка . 3 расположена между сердечником 2 и якорем 5, изготовленным из постоянного магнита в форме цилиндра с центральным отверстием, соосным с наружной цилиндрической поверхностью, поляризация которого выполнена по радиусу, например, внутренняя поверхность имеет магнитный полюс S, а наружная — полюс N. .На якоре 5 закреплена ось 6, выполненная из немагнитного материала, на которой установлен клапан 7.

На правом и левом торцах внутри корпуса 1 закреплены предохранительные эластичные буферы 8.

Сердечник 2 может иметь различную конструкцию и изготовлен из магнитомягкого или магнитотвердого материала, На одном из наружных торцов корпуса (см, фиг.5) может быть установлен постоянный магнит 9, полюс которого; обращеннйй к якорю, противоположен полюсу якоря 5.

Сердечник может быть выполнен из четырех пакетов; набранных из С-образных

5 пластин и расположенных под углом 90 друг к другу, таким образом, что внутренний и наружный контуры образуют цилиндрические поверхности (см. фиг.7)

При этом электромагнит имеет схему, 10 изображенную на фиг.1.

На фиг.8 — изображен сердечник, набранный из С-образных пластин переменной толщины, образующих полый цилиндр, при этом обмотка располагается на внеш15 ней поверхности сердечника, а электромагнит имеет схему, изображенную.на фиг.3.

На фиг.9 изображен сердечник,.набранный из С-образных пластин, зеркально расположенных друг относительно друга, при

20 этом обмотка располагается на средней перемычке сердечника, а электромагнит имеет схему, изображенную на фиг.5.

Работает электромагнит следующим образом.

25 При обесточенной обмотке 4 якорь 5 располагается у одного из полюсов сердечника, например у левого полюса.

Поскольку якорь 5 изготовлен.. из постоянного магнита, он удерживается в ука30 .занном положении за счет магнитного взаимодействия в магнитоактивным материалом сердечника.

При подаче тока. в соответствующем на правлении в обмотку 4 сердечник намагни35 чивается таким образом, что полюс, у которого располагается якорь 5, приобретает полярность N, одинаковую с полярностью якоря, а второй полюс сердечника приобретает обратную полярность -S.

40 На якорь со стороны полюса N сердечника действует выталкивающая сила, а со стороны полюса S — притягивающая. Под, действием этих сил якорь перемещается. к полюсу S сердечника и останавливается на45 против него. При выключении тока в обмотке 4 якорь остается у полюса S. сердечника

2 за счет действия магнитных сил между якорем 5 и правым полюсом сердечника.

Для перемещения якоря в исходное no-.

50 ложение к левому полюсу необходимо изменить направление тока в обмотке 4 на обратное, тогда правый полюс сердечника 2 приобретает полярность N, одинаковую с полярностью наружной поверхности якоря

55 5, а левый — полярность S, и якорь под действием этих сил переместится влево в исходное положение.

При использовании предлагаемого электромагнита создаются следующие преимущества по сравнению с известными.

1714690

Изменяя размеры сердечника, можно изготовить электромагнит с любым необходимым ходом-якоря (клапана).

После срабатывания электромагнита обмотка обесточивается, но электромагнит выполняет свои функции (якорь удержива- 5 ется в необходимом положении), не потребляя электроэнергии, что является потенциальной защитой от дефекта, например, при обесточивании электроцепи.:

При использовании электромагнита с 10 дополнительным, удерживающим магнитом на торце. корпуса удерживающая сила, действующая на якорь, в крайнем положении при обесточенной обмотке значительно больше и способствует применению элект- 15 ромагнита в системах, в которых на клапан электромагнита могут действовать. большие силы.

При срабатывании электромагнита в 20 момент подачи тока в обмотку якорь "всплывает" в магнитном поле сердечника и без трения о направляющую втулку перемеща-. ется к другому полюсу сердечника,:что повышает долговечность электромагнита. 25

Поскольку не применяется возвратная пружина, не расходуется энергия на удержание ее в сжатом состоянии после сработки электромагнита.

Формула изобретения

1. Электромагнит, содержащий корпус, сердечник С-образной. формы с обмоткой, якорь в виде цилиндрического постоянного магнита, якорь расположен соосно с сердеч- . ником с возможностью возвратно-поступательного - перемещения вдоль оси сердечника, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности, он снабжен направляющей для якоря, в указанном якоре выполнено осевое отверстие, якорь намагничен радиально таким образом, что внутренняя поверхность якоря и наружная поверхность имеют разную. полярность.

2. Электромагнит по п.1, отл ича ющий с я тем, что, с целью экономии электроэнергии, сердечник С-образной формы выполнен из набора магнитопроводящих пластин.

3. Электромагнит по п.2. о т л и ч а ю щ ий с я тем, что магнитопроводящие пластины сердечника выполнены из магнитотвердого материала.

1714690

1714690

1714690

Составитель Ю. Романов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Т.Палий

Редактор О. Стенина

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

Заказ 698 Тираж ., Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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