Двухпозиционный электромагнит



Двухпозиционный электромагнит
Двухпозиционный электромагнит

 


Владельцы патента RU 2411600:

Закрытое акционерное общество "НЭВЗ-ВКА" (RU)

Изобретение относится к области электротехники, а именно к двухпозиционным электромагнитам, и может быть использовано для приводов коммутационных аппаратов, в частности, в вакуумных выключателях высокого напряжения с магнитной защелкой. Техническим результатом является создание двухпозиционного электромагнита, обеспечивающего стабильно высокую силу притяжения якоря к неподвижным частям магнитопровода. Двухпозиционный электромагнит состоит из двух неподвижных симметричных частей магнитопровода 1 и 2, в которых расположены по одной катушке 3 и 4, сердечник 5 и 6, сегменты 7 и 8, и подвижной части магнитопровода, содержащей цилиндрический якорь 9 с кольцеобразным выступом в средней части и немагнитный шток 10. Сердечник 5 и 6 выполнен в виде многогранника с отверстием, соосным с осью штока 10. Постоянные магниты 11 и 12 расположены между гранями сердечника 5 и 6 и сегментами 7 и 8. Немагнитный шток 10 жестко соединен с якорем 9 и установлен с возможностью свободного перемещения вдоль своей оси. 2 ил.

 

Изобретение относится к двухпозиционным электромагнитам, касается бистабильных электромагнитных приводов и может быть использовано для приводов коммутационных аппаратов, в частности, в вакуумных выключателях высокого напряжения с магнитной защелкой.

Известен электромагнитный привод для вакуумного выключателя, состоящий из неподвижной части магнитопровода, подвижной части, двух катушек и постоянных магнитов (Выключатели вакуумные серий ВР0 и ВР1. Руководство по эксплуатации НКАИ. 674152.006 РЭ, г.Ровно, 2003 г.). Подвижная часть магнитопровода - якорь - представляет собой параллелепипед, изготовленный из магнитомягкого материала. Катушки расположены в пространстве параллельно друг другу и имеют прямоугольные отверстия. Якорь находится внутри отверстия катушки. Неподвижная часть магнитопровода представляет пакет ферромагнитных пластин прямоугольной формы. Пластины имеют отверстия прямоугольной формы и два прямоугольных выступа, которые направлены внутрь отверстия и расположены один напротив другого посредине отверстия. Внутри отверстия пакета пластин расположены катушки и якорь, который свободно перемещается в отверстии катушек. На поверхности выступов расположены постоянные магниты. Толщина магнита выбрана таким образом, что он почти полностью заполняет промежуток между торцом выступа неподвижной части магнитопровода и боковой поверхностью якоря. В состав подвижной части входит также немагнитный шток, который жестко скреплен с якорем. Шток передает движение якоря подвижным контактам вакуумных дугогасительных камер выключателя. Данный привод является двухпозиционным, потому что имеет два устойчивых положения, которые обеспечиваются магнитной защелкой.

Недостатком такой конструкции является относительно небольшая сила удержания подвижной части привода, которая создается в одном зазоре между торцом якоря и неподвижной частью магнитопровода и ограничивается магнитной индукцией насыщения материала магнитопровода.

Известен двухпозиционный электромагнит, состоящий из неподвижной части магнитопровода, содержащей коаксиально расположенный сердечник, две катушки, постоянные магниты, и подвижной части, включающей немагнитный шток и, по меньшей мере, один якорь (патент РФ №2276421, H01F /08, опубл. 10.05.2006 г.). Сердечник выполнен цилиндрическим. Устройство содержит также кольцеобразный корпус, плоскости торцов которого параллельны друг другу и перпендикулярны оси неподвижной части, внутренний диаметр кольцеобразного корпуса превосходит внешний диаметр кольцеобразного выступа на сердечнике. Немагнитные детали расположены в зазоре между кольцеобразным выступом сердечника и корпусом, причем эти детали по азимуту лишь частично заполняют зазор, катушки расположены между сердечником и корпусом с обеих сторон кольцеобразного выступа на сердечнике, постоянные магниты расположены вне занятой немагнитными деталями части зазора между кольцеобразным выступом сердечника и корпусом. Немагнитный шток расположен в отверстии сердечника. Осевой размер части штока диаметром, который равняется диаметру отверстия в сердечнике, превышает осевой размер неподвижной части магнитопровода на величину хода подвижной части, и двух коаксиальных со штоком дискообразных якорей, закрепленных на торцах части штока диаметром, который равняется диаметру отверстия в сердечнике.

Недостатком такой конструкции является то, что сила притяжения якоря к неподвижным частям сильно зависит от магнитных зазоров между магнитом и сердечником, а также между магнитом и корпусом, при этом незначительные магнитные зазоры приводят к существенному уменьшению силы притяжения якоря к неподвижным частям магнитопровода.

Задачей изобретения является создание двухпозиционного электромагнита, обеспечивающего стабильно высокую силу притяжения якоря к неподвижным частям магнитопровода.

Это достигается тем, что в двухпозиционном электромагните, состоящем из неподвижной части магнитопровода, содержащей коаксиально расположенный сердечник, две катушки, постоянные магниты, и подвижной части, включающей немагнитный шток и, по меньшей мере, один якорь, неподвижная часть магнитопровода выполнена из двух симметричных частей, в которых расположены по одной катушке, сердечник выполнен в виде многогранника, с отверстием, соосным с осью штока, сегменты размещены вдоль граней сердечника, и постоянные магниты расположены между гранями сердечника и сегментами, а подвижная часть магнитопровода содержит цилиндрический якорь, имеющий кольцеобразный выступ в средней части, причем немагнитный шток жестко соединен с якорем и установлен с возможностью свободного перемещения вдоль своей оси.

На фиг.1 представлен двухпозиционный электромагнит, на фиг.2 - его вид сверху.

Двухпозиционный электромагнит выполнен из двух симметричных неподвижных частей магнитопровода 1 и 2, в которых расположены по одной катушке 3 и 4, сердечник 5 и 6, сегменты 7 и 8, и подвижной части магнитопровода, содержащей цилиндрический якорь 9, с кольцеобразным выступом в средней части, и немагнитный шток 10 (фиг.1).Сердечники 5 и 6 выполнены в виде многогранника с отверстием, соосным с осью штока 10 (фиг.2). Постоянные магниты 11 и 12 расположены между гранями сердечника 5 и 6 и сегментами 7 и 8 (фиг.2). Сегменты 7 и 8 размещены вдоль граней сердечника 5 и 6. Сегменты 7 и 8, сердечники 5 и 6 выполнены из магнитомягкого материала. Подвижная часть магнитопровода расположена между двумя неподвижными симметричными частями магнитопровода 1 и 2. Немагнитный шток 10 жестко соединен с якорем 9 и установлен с возможностью свободного перемещения вдоль своей оси.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении «отключено» якорь 9 прижат к неподвижной части магнитопровода 2, которая содержит сердечник 6, сегменты 8, постоянные магниты 12 и катушку 4. При обесточенных катушках 3 и 4, благодаря магнитному потоку, который создается постоянными магнитами 12, якорь 9 надежно удерживается в этом положении. Сила удержания, создаваемая этим магнитным потоком, больше силы притяжения, создаваемой магнитным потоком через якорь 9 и противоположную неподвижную часть магнитопровода 1 потому, что между якорем 9 и неподвижной частью магнитопровода 1 имеется немагнитный зазор. Если пропустить ток соответствующей величины и направления через катушку 3, расположенную со стороны немагнитного зазора, а через катушку 4 одновременно пропустить ток такой же величины, но противоположного направления, то магнитный поток, созданный током катушки 4, будет снижать магнитный поток, созданный постоянными магнитами 12, а магнитный поток, созданный током в катушке 3, будет увеличивать магнитный поток, созданный постоянными магнитами 11, и якорь 9 начнет перемещаться. При этом немагнитный зазор между якорем 9 и магнитопроводом 1 начнет уменьшаться, а немагнитный зазор между якорем 9 и магнитопроводом 2 будет увеличиваться. Дойдя до неподвижной части магнитопровода 1, якорь 9 остановится и останется в этом положении после отключения тока в катушках 3 и 4, благодаря магнитному потоку, созданному постоянными магнитами 11. Операция «включено» завершена. При пропускании тока той же величины и противоположного направления через катушки 3 и 4 подвижная часть двухпозиционного электромагнита вернется в исходное положение.

Стабильно высокая сила притяжения якоря к неподвижным частям магнитопровода достигается за счет того, что сила, прижимающая якорь к неподвижной части магнитопровода, создается в двух зазорах - между кольцеобразным выступом якоря и магнитопроводом и между якорем и сердечником. Уменьшение магнитных зазоров между постоянными магнитами и сегментами с одной стороны и между постоянными магнитами и сердечником с другой стороны позволяет уменьшить магнитные потери, что, соответственно, приводит к увеличению силы притяжения якоря к неподвижным частям магнитопровода.

Двухпозиционный электромагнит, состоящий из неподвижной части магнитопровода, содержащей коаксиально расположенный сердечник, две катушки, постоянные магниты, и подвижной части, включающей немагнитный шток и, по меньшей мере, один якорь, отличающийся тем, что неподвижная часть магнитопровода выполнена из двух симметричных частей, в которых расположены по одной катушке, сердечник выполнен в виде многогранника с отверстием, соосным с осью штока, сегменты размещены вдоль граней сердечника, и постоянные магниты расположены между гранями сердечника и сегментами, а подвижная часть магнитопровода содержит цилиндрический якорь, имеющий кольцеобразный выступ в средней части, причем немагнитный шток жестко соединен с якорем и установлен с возможностью свободного перемещения вдоль своей оси.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электромагнитному исполнительному элементу управления, в частности, для выключателя среднего напряжения.

Изобретение относится к электромагнитному приводному устройству с подвижным вдоль оси якорем, который имеет поршнеобразный участок, который является подвижным в цилиндрическом участке статора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в линейных электромагнитных двигателях для привода электромагнитных прессов, молотов и других импульсных устройств с поступательным движением рабочих органов.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим аппаратам, и может быть использовано при конструировании поляризованных реле, контакторов, дистанционных переключателей, разнообразных устройств автоматики.

Привод // 2368970
Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех отраслях промышленности для фиксации отдельных механизмов, в частности в космическом приборостроении, где используется как автоматически отключающийся фиксатор для различных подвижных или нежестких узлов космических аппаратов в целях предохранения их от перегрузок при выведении их на орбиту.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитам, имеющим механические защелки, фиксирующие якорь в рабочем положении после отключения питания обмотки.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам, в частности к электромагнитным двигателям (ЭМД), и может быть использовано в электромеханических устройствах с поступательным перемещением рабочего звена.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для приводов электрических выключателей, в частности вакуумных выключателей высокого напряжения.

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

Изобретение относится к электромеханике, к устройствам автоматики, в частности к конструкции электромагнита следящего действия

Изобретение относится к гидравлическим клапанам и предназначено для использования в системах для извлечения жидких углеводородов

Изобретение относится к электротехнике, к силовым устройствам, в частности к приводам с постоянными магнитами, и может быть использовано в устройствах с силовой магнитной связью между перемещающимися звеньями, например, в механизмах машин, приборов, в элементах автоматики и т.д

Изобретение относится к электротехнике, электрическим машинам возвратно-поступательного и одновременно встречного движения и электроприводам, работающим на их основе

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным клапанам. Технический результат состоит в повышении кпд путем уменьшения магнитного сопротивления, создаваемого пространством между подвижным железным сердечником и магнитной пластиной. Магнитная пластина, расположенная вокруг подвижного железного сердечника для формирования магнитопровода между магнитной рамкой и подвижным железным сердечником, содержит выступающий участок, который выступает в сторону неподвижного железного сердечника вдоль поверхности подвижного железного сердечника. Площадь Sa участка внешней поверхности подвижного железного сердечника, лежащего напротив внутренней поверхности магнитной пластины, и площадь Sb сечения подвижного железного сердечника заданы как К=Sa/Sb, К>1. Осевая длина h внутренней поверхности магнитной пластины и длина L от притягивающей поверхности подвижного железного сердечника, расположенного в положении, отделенном от неподвижного железного сердечника возвратной пружиной, до переднего концевого участка магнитной пластины удовлетворяет следующему условию: 2≤К≤ (величина К, когда h=L). 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к магнитному исполнительному устройству для автоматического выключателя. Техническим результатом является обеспечение варианта надежного крепления исполнительного устройства. Предложено магнитное исполнительное устройство (100) для автоматического выключателя, в частности, для средневольтного вакуумного автоматического выключателя, включающее: катушку (101), сердечник (102) и подвижную пластину (106). Сердечник (102), имеющий форму гребня, предназначенный для размещения катушки (101), имеет центральный стержень (103), находящийся между постоянными магнитами (122) и боковыми стержнями (104, 105) сердечника (102). Подвижная пластина (106) притягивается сердечником (102) благодаря магнитному полю, создаваемому постоянными магнитами (122) и катушкой (101). Подвижная пластина (106) приводит в действие автоматический выключатель (500), когда она притягивается сердечником (102). Предлагается первый соединительный элемент (110) для соединения магнитного исполнительного устройства (100) с элементом конструкции автоматического выключателя (500), при этом первый соединительный элемент (110) присоединяется к боковым стержням (104, 105) сердечника, а не к центральному стержню сердечника (102). 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к магнитному исполнительному устройству (100) для автоматического выключателя, в частности для вакуумного автоматического выключателя среднего напряжения. Технический результат состоит в повышении эффективности. Магнитное исполнительное устройство содержит сердечник (101), катушку (105), приводной шток (104), первую подвижную пластину (103), вторую подвижную пластину (107). Исполнительное устройство (100) предназначено для переключения автоматического выключателя между положениями ВКЛ и ВЫКЛ путем перемещения первой подвижной пластины (103) между положениями ВКЛ и ВЫКЛ. Магнитное исполнительное устройство дополнительно включает в себя плоскую немагнитную вставку (110), расположенную между сердечником (101) и второй подвижной пластиной (107), при этом плоская немагнитная вставка (110) и вторая подвижная пластина (107) используются для настройки удерживающего усилия магнитного исполнительного устройства (100), создаваемого второй подвижной пластиной (107) в положении ВЫКЛ, при этом удерживающее усилие достаточно для удержания второй подвижной пластины (107) в положении ВЫКЛ, противодействуя внешним силам, действующим извне на магнитное исполнительное устройство (100). 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах при изготовлении тепловыделяющего элемента. Технический результат состоит в повышении надежности при упрощении изготовления. Электропривод линейного перемещения выполнен из двух параллельных ветвей магнитной цепи, соединенных по концам через ярма электромагнитов. Магнитная цепь между электромагнитами шунтирована подвижным якорем, которым охвачены параллельные ветви магнитной цепи. На ярмах электромагнитов установлены подпружиненные якоря. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Настоящее изобретение относится к топливной форсунке для систем впрыскивания топлива в двигатели внутреннего сгорания. Такая топливная форсунка имеет электромагнитный приводной элемент с катушкой (1), неподвижным сердечником (2), наружной магнитопроводной деталью (5) и подвижным якорем (17) для приведения в действие запорного элемента (19), взаимодействующего с контактной поверхностью (16) своего седла на седельном элементе (15). Подобная топливная форсунка отличается своими исключительно малыми наружными размерами. Вся подвижная в осевом направлении игла (14), включая якорь (17) и запорный элемент (19), при этом имеет лишь массу m не более 0,8 г. Такая топливная форсунка наиболее пригодна для применения в системах впрыскивания топлива в двигатели внутреннего сгорания со сжатием рабочей смеси и ее принудительным воспламенением. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к прямоходовым электромагнитам, используемым, в частности, в качестве привода электромагнитных реле и контакторов. Втяжной электромагнит содержит якорь (1), катушку (2) и магнитопровод с проходным фланцем (41) и внутренним воротничком (5). Внутренняя цилиндрическая поверхность воротничка (5) образует зазор с якорем (1). Воротничок (5) выполнен в виде отдельной кольцевой втулки, содержащей коническую, плоскую и две цилиндрические наружные сопряженные соосные поверхности. Коническая и первая цилиндрическая поверхности воротничка (5) размещены в соответствующих по форме и размерам отверстиях каркаса (3) катушки (2). Вторая цилиндрическая поверхность размещена в отверстии фланца (41). Плоская поверхность воротничка (5) присоединена к плоской поверхности фланца (41) с его внутренней стороны, обращенной к каркасу (3) катушки. Технический результат состоит в упрощении конструкции и снижении себестоимости. 2 ил.
Наверх