Электромагнит соленоидного типа

 

Использование: в машиностроении и может быть использовано для привода подвижных частей пневматических и гидравлических распределителей, а также устройств автоматики (клапанов, защелок, мощных выключателей (контакторов), в том числе применяемых для автоматизации сельскохозяйственной, техники. Существо изобретения заключается в том, что якорь электромагнита выполнен с выемкой, имеющей образующую в виде кривой, при этом вершина обращена в сторону сердечника. В качестве кривой может быть выбрана парабола . 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИК

;„, Б2,„1812563 А1 (я) К 01 Г 7/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2 (21) 4865088/07 {57) Использование; в машиностроении и (22) 11.09.90 .: . - может быть использовано для привода по(46) 30.04.93. Бюл. N 16 движных частей пневматических и гидрав(71) Научно-производственное обьединение лических распределителей, а также по тракторостроению устройств автоматики (клапанов, защелок, (72) М.M,Ìàéçåíáåðã, Г,В,Новиков и мощных выключателей (контакторов), в том

Г.Б.Шипилевский . числе применяемых для автоматизации (56)Миловэоров В.П. Злектрамагнитныеус- . сельскохозяйственной техники. Существо тройства автоматики. М.: Высшая школа, изобретения заключается в том, что якорь

1983, с. 359, рис. 17.1.: .: электромагнита выполнен с выемкой; имею. Башта Т.M. Машиностроительпая гид- щей образующую в виде кривой; при этом равликв. M.: 1963, с.311; рис.182 а, .: вершина обращена в сторону сердечника. В

:Витенберг М.И. Расчет электромагнйт- . качестве кривой моЖет быть выбрана параных реле. M.-Л,: 1966, с.9, рис. В-21б, бола, 1 з.п,ф-лы, 1 ил. (54). ЭЛЕКТРОМАГНИТ СОЛЕНОИДКОГО

ТИПА

Магнитный поток, проходящий через якорь, не одинаков в различных его сечениях, перпендикулярных оси якоря. В.сечениях якоря, лежащих ближе к сердечнику, он больше, в сечениях же более удаленных от сердсчника — он меньше. B первом приближении магнитный поток в якоре изменяется линейно и может быть описан выражением, Изобретение относится к машиностроению, точйее к электромеханическим преобразователям, и может быть использовано для привода подвижных частей йневматических и гидравлических распределителей, а также устройств автоматики {клапанов; защелок, мощных выключателей, контакто- ров), в том числе применяемых для автома- тизации сельскохозяйственной техникй, Цель изобретения — повышение быстродействия электромагнита и уменьшение его массы.

На чертеже изображен предлагаемый электромагнит.

Он состоит из первой крышки 1 с воротничком 2, охватывающим якорь 3, с абженный конусообразн ой выемкой 4, ярма (кожуха) 5, катушки 6; сердечника 7, совмещенного со второй крышкой 8, толкателя 9 и внутренней трубки 10.

Воротничок 2 крышкй 1 обычно делают достаточно длинным, чтобы снизить потери м,д.с, в зазоре между крышкой 1 и якорем 3 за счет увеличения площади зазора.

Электромагнит работает следующим образом, При подключении напряжения к катушке 6 якорь 3 притягивается к неподвижному сердечнику 7 и толкатель 9 воздействует на приводимой в движенйе подпружиненное устройство {не показано). При выключении напряженйя указанное подпружиненное устройство возвращает якорь 3 в исходное г!олояение. Скорость перемещения якоря 3 при прочих равных с прототйпом условиях зависит от массы якоря, 1812563

Ф1= 4o

h (1) пмакс где Фь- поток в сечении, удаленном на расстояние h от торца якоря, дальнего по отношению к сердечнику;

Фо — магнитный поток, проходящий через воздушный зазор между якорем и сердечником;

Ь ак;-длина части якоря, охватываемая воротничком.

При сплошном якоре это обстоятельство приводит к тому, что магнитная индукция с изменением -h меняется, причем весьма значительно.

Так, будучи максимальной на торце якоря 3, ближайшем к сердечнику 7, на противоположном торце она близка к нулю, а если не учитывать поток рассеяния — равна нулю.

Для обеспечения работоспособности электромагнита при высоких технических показателях (усилие, нагоузочный ток, нагрев, потери) достаточно, чтобы по всей линии pBAGTBMsl магнитного патока магHM7HRA индукция не превосходила некоторую заданну а расчетну о величину индукции:в стали сердечника. Это"-, эффект может быть достигнут и при наличии выемки 4 в якоре 3.

Определим форму и величину выемки

4, исходя из ..условия постоянства магии-ной индукции по длине h. Очевидно, чта h< пл;акq, .

Из выражения (, следует, что для обеспечения заданной величины индукции во

8сех сечениях якоря, удаленных от сердечника, нет необходимости иметь площади сечений равными площади ближнего к сертдечнику торца якоря.

Ллаьцадь S сечения якоря, расположеннога на расстоянии h ат его дальнего торца, может быть вычислена по формуле:

Фд Фф

В0 Вопмакс .где Во — заданная величина магнитной индукцли. Или

S=Зо, (3) h

"макс фо где Яо = — — площадь торца якоря, ближЦо него к сердечнику, Тогда площадь Sfi сечения равна л = S(— S =- So(1 — — ) . (4)

h т1 макс

Отсюда следует, что цйлиндрический якорь 3 электромагнита можно выполнить, имеющим постоянную индукцию rio высоте,. и при:этом существенно снизить его массу, если сделать в нем симметричную выемку, диаметр d которой будет меняться по высоте якоря в соогветствии с соотношением

5 т= /„s. =vбь(г ), щ

Поверхность такой выемки имеет конусообразную форму, с основанием, расположенным на дальнем от сердечника торце

"0 якоря, и с вершиной, расположенной наоси якоря.

Зависимость (5) d ат hпре,дставляет собой параболу.

Выемка по форме может и отличаться от параболической, т,к. условие постоянства индукции по высоте якоря желательно, но не обязательно.

Катушка якоря и,, соответственно, якорь, могут быть круглыми, а могут иметь в сечении форму квадрата, многоугольника или любую другу. Эффект при этом сохраняется.

Объем максимальной выемки равен макс

25 Чмакс= ) So(1 — )dh =1/2 $о,тттмакс (6) о "макс т т,е. масса якоря 3 за счет выемки 4 снизится на величину до 50% по сравнению со сплош30 ным якорем, Использование предложенного электромагнита с указанной формой выемки в якоре позволяет повысить быстродействие систем автоматики, где такие электромагниты используются. Особенно эффективным является использование такого электромагнита в системах импульсного регулирования, йайример, для перемещения заслонок сопел в пневмо- и гидроприводах с импульсным управлением, Формула изобретения

1, Электромагнит соленоиднаго типа,содержащий обмотку, якорь, установленйый на толкателе, сердечник и магнитопровад, выполненйый в виде кожуха с oclloBGHMBM u воротничком, охватывающим якорь, причем якорь выполнен с выемкой, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения быстродействия и снижения массы электромагнита, указанная выемка имеет образующую в виде кривой, при этом вершина выемки обращена в сторону сердечника, 2, Электромагнит по п,1. о т л и ч а юшийся тем, что в качестве кривой выбрана парабола, 1812563

Составитель M.Màéýåíáåðã

Техред M,Moðãåíòàï Корректор M,ÀHäðóøåíêo

Редактор

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

Заказ 1576 Тираж flopïècHoe

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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