Электромагнит постоянного тока с секционным расположением обмоток

Изобретение относится к электромеханике, в частности к конструкции электромагнита постоянного тока с втяжным якорем и двумя секциями обмоток. Техническим результатом является расширение области применения за счет создания втяжного электромагнита постоянного тока с тяговой характеристикой, имеющей наибольшее тяговое усилие при максимальной величине рабочего воздушного зазора и снижающееся при его уменьшении, что приводит к исключению электрического дребезга и электрической дуги и повышению вибростойкости. Технический результат достигается за счет того, что в электромагните постоянного тока, содержащем втягивающийся якорь, корпус, неподвижный сердечник и обмотки из изолированного провода, расположенные на двух различных секциях, обмотки соединены встречно друг другу. Одна из секций обмоток охватывает якорь, другая секция обмоток неподвижный сердечник. Между секциями обмоток расположен промежуточный фланец. 2 ил.

 

Изобретение относится к электромеханике, в частности к конструкции электромагнита постоянного тока с втяжным якорем и двумя секциями обмоток.

Известен электромагнит постоянного тока (патент Японии №49-15310, МПК Н 01 F 7/13), с втяжным якорем, который имеет обмотку, разделенную на две секции, между которыми расположен промежуточный фланец. Такая конструкция позволяет получить повышенное тяговое усилие на больших рабочих зазорах.

В качестве прототипа предлагаемого устройства используется известная из патента Франции №2553567, МПК Н 01 F 7/13, конструкция электромагнита, в которой для надежной работы втяжного электромагнита с промежуточным фланцем и секционным расположением обмоток в качестве силового электромагнита в автоматической коробке переключения передач автомобиля запатентованы соотношения размеров магнитной системы. При соотношении размеров по патенту №2553567 можно получить часть тяговой характеристики электромагнита с отрицательным наклоном, т.е. при уменьшении рабочего воздушного зазора усилие электромагнита также снижается.

Недостатком известной конструкции электромагнита является недостаточная длина части тяговой характеристики, имеющей отрицательный наклон, т.к. при приближении якоря к неподвижному сердечнику тяговое усилие снова резко возрастает.

Задачей изобретения является расширение области применения за счет создания втяжного электромагнита постоянного тока с тяговой характеристикой, имеющей наибольшее тяговое усилие при максимальной величине рабочего воздушного зазора и снижающееся при его уменьшении.

Поставленная задача решается тем, что в электромагните с промежуточным фланцем и двумя обмотками, намотанными отдельно каждая в своей секции и расположенными по разным сторонам промежуточного фланца, обмотки включены встречно друг другу. Тяговая характеристика электромагнита, имеющая отрицательный наклон, позволяет использовать электромагнит в качестве устройства, позволяющего регулировать положение якоря изменением соотношения намагничивающих сил обмоток. Это изменение может производиться увеличением или уменьшением тока в одной из обмоток.

На фиг.1 схематически изображен общий вид электромагнита в разрезе, на фиг.2 - противодействующая характеристика (график I) возвратной пружины (на фиг.1 не показана) и тяговые характеристики электромагнита с промежуточным фланцем и встречно включенными обмотками (графики II, III, IV) при различных соотношениях намагничивающих сил обмоток IW1/IW2=К (X1, Х2, Х3 - устойчивые положения якоря при изменении соотношения намагничивающих сил обмоток).

Электромагнит постоянного тока (фиг.1) содержит втягивающийся якорь 1, корпус 2, неподвижный сердечник 3 и обмотки из изолированного провода, расположенные на двух различных секциях. Одна из секций обмоток 4 охватывает якорь 1, другая секция обмоток 5 неподвижный сердечник 3. Между секциями обмоток расположен промежуточный фланец 6. Обмотки 4 и 5 включены встречно друг другу.

При включении электромагнита ток, протекающий по секции обмотки 4, охватывающей якорь 1, создает магнитный поток Ф₁, а ток протекающий по секции обмотки 5, охватывающей неподвижный сердечник 3, создает магнитный поток Ф₂. Так как секции обмоток 4 и 5 включены встречно, потоки Ф₁ и Ф₂ направлены навстречу друг другу.

Усилие электромагнита F определяется величиной магнитного потока Ф₁, выходящего из торца якоря 1 в рабочий воздушный зазор, которое согласно формуле Максвелла равно:

F=Ф₁ ²/2μ₀S_δ,

μ₀ - магнитная проницаемость воздуха;

S_δ - площадь воздушного зазора.

При начальном рабочем зазоре магнитный поток Ф₁ максимален, что определяет максимальное тяговое усилие электромагнита. При приближении якоря 1 к промежуточному фланцу 6 магнитный поток Ф₁ уменьшается из-за усиливающегося влияния намагничивающей силы, создаваемой током, проходящим по виткам секции обмотки 5, охватывающей неподвижный сердечник 3. Эта намагничивающая сила создает магнитный поток Ф₂, который направлен навстречу потоку Ф₁. Чем меньше расстояние между торцом якоря и промежуточным фланцем, тем сильнее размагничивающее влияние обмотки 5 и тем меньше величина магнитного потока Ф₁, создающего усилие электромагнита.

Используя встречное включение обмоток 4 и 5 и меняя соотношение их намагничивающих сил, можно получить семейство тяговых характеристик (фиг.2), где усилие электромагнита снижается при уменьшении рабочего воздушного зазора на всем протяжении хода якоря 1. Это позволяет при имеющейся характеристике противодействующих усилий получить несколько устойчивых положений якоря 1 при его движении по рабочему воздушному зазору.

Источники информации

1. Патент Японии №49-15310, МПК H 01 F 7/13.

2. Патент Франции №2553567, МПК H 01 F 7/13.

Электромагнит постоянного тока с секционным расположением обмоток, содержащий втягивающийся якорь, корпус, неподвижный сердечник и обмотки из изолированного провода, расположенные на двух различных секциях, между которыми расположен промежуточный фланец, причем одна из секций охватывает якорь, а другая - неподвижный сердечник, отличающийся тем, что обмотки включены встречно друг другу.