Электромагнитный привод

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным приводам постоянного тока для передачи угловых перемещений, и может быть использовано для создания двухпозиционных электромагнитных реле или устройств с поворотом подвижного элемента на некоторый ограниченный угол и обратно с двумя устойчивыми состояниями. Техническим результатом является увеличение угла поворота якоря, увеличение тягового момента, повышение стойкости к воздействию внешних полей и к ударам в исходном и сработанном состояниях. Электромагнитный привод содержит статор и якорь. Статор выполнен из кожуха, обмотки и двух цилиндрических секторов - полюсов, расположенных напротив друг друга и имеющих на противоположных концах основание в виде сектора, соединенного с кожухом. Якорь установлен внутри статора и состоит из постоянного магнита с радиальной намагниченностью и двух накладок, причем между цилиндрическими секторами - полюсами статора и накладками образованы два радиальных рабочих воздушных зазора. Оси статора, кожуха, обмотки и якоря совпадают. 3 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным приводам постоянного тока для передачи угловых перемещений, и может быть использовано для создания двухпозиционных электромагнитных реле или устройств с поворотом подвижного элемента на некоторый ограниченный угол и обратно с двумя устойчивыми состояниями.

Известен электромагнитный привод исполнительного коммутирующего устройства, который выполнен в виде поляризованного реле с возвратно-поворотным движением якоря. Патенты на изобретения RU 2367050, МПК H01H 35/14, 10.09.2009; RU 2435244, МПК H01H 35/14, 27.11.2011.

Недостатками известных электроприводов являются малый угол поворота около 6°, недостаточный в некоторых случаях, например, для замыкания скользящих контактов или высоковольтных цепей; возможность изменить состояние при аварийном ударе; сложность конструкции, а именно две обмотки, намотанные на два сердечника.

Известен электромагнитный двигатель, содержащий ротор в виде диска с расположенными по его периферии постоянными магнитами и статор с обмотками. Статор выполнен в форме диска из магнитомягкого материала с бобовидными обмотками с намоткой, выполненной во встречных направлениях, соосно статору установлен ротор с магнитами разной полярности, повторяющими геометрию обмоток, поля магнитов параллельны оси вращения ротора, при этом ротор и статор установлены с угловым смещением относительно друг друга. Патент на полезную модель RU 133663, МПК H02K 33/16, 20.10.2013.

Недостатками электродвигателя являются отсутствие устойчивого состояния в крайних положениях при отсутствии тока в обмотках (необходимо предусматривать дополнительную фиксацию); большая масса подвижной части (менее устойчива к ударам); сложность конструкции.

Известен электродвигатель, содержащий явнополюсный статор по крайней мере с одной обмоткой управления и ротор с полюсами из постоянных магнитов, расположенных на торцах и прилегающих к ним частях боковых поверхностей магнитопровода ротора, между соседними магнитами полюса ротора, расположенными на торце и прилегающих к нему частях боковых поверхностей магнитопровода ротора, находятся дополнительные магниты, полярность которых совпадает с полярностью полюса ротора. Патент на изобретение RU 2476977, МПК H02K 21/12, H01H 36/00, H02K 1/27, 27.02.2013. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.

Недостатками являются значительные габариты, так как ось вращения якоря перпендикулярна оси обмотки; неоптимальное заполнение объема; сложность конструкции (введение дополнительных магнитов); низкая стойкость к воздействию внешних полей (постоянные магниты и обмотка открыты).

Задачей, решаемой изобретением, является создание в минимальных габаритах электромагнитного привода с двумя устойчивыми состояниями, с большим (до 60°) углом поворота, защищенного от внешних полей, с повышенной стойкостью к ударам в исходном и сработанном состояниях.

Техническим результатом является увеличение угла поворота якоря, увеличение тягового момента, повышение стойкости к воздействию внешних полей и к ударам в исходном и сработанном состояниях.

Технический результат достигается тем, что электромагнитный привод содержит статор и якорь. Он отличается тем, что статор выполнен из кожуха, обмотки и двух цилиндрических секторов - полюсов, расположенных напротив друг друга и имеющих на противоположных концах основание в виде сектора, соединенное с кожухом, а якорь установлен внутри статора и состоит из постоянного магнита с радиальной намагниченностью и двух накладок, причем между полюсами статора и накладками образованы два радиальных рабочих воздушных зазора, а оси полюсов, кожуха, обмотки и якоря совпадают.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, 2, 3.

На фиг. 1 представлен электромагнитный привод, где 1, 2 - цилиндрические сектора - полюса, 3 - обмотка, 4 - кожух, 5 - постоянный магнит, 6 - накладки.

На фиг. 2 показана объемная модель электромагнитного привода.

На фиг. 3 слева на право показаны статор, статор без обмотки, якорь.

Электромагнитный привод содержит статор и якорь. Статор выполнен из обмотки 3, кожуха 4 и двух цилиндрических секторов - полюсов 1 и 2, расположенных напротив друг друга и имеющих на противоположных концах основание в виде сектора, которое соединено с кожухом 4. Якорь геометрически сбалансирован относительно оси вращения, установлен внутри статора и состоит из постоянного магнита 5 с радиальной намагниченностью и накладок 6, причем между цилиндрическими секторами - полюсами статора и накладками образованы два радиальных рабочих воздушных зазора, а оси полюсов, кожуха, обмотки и якоря совпадают.

Цилиндрические сектора - полюса 1, 2, кожух 4, накладки 6 выполнены из магнитомягкого материала. Все сечения в магнитной цепи выбраны из условия насыщения материала.

Обмотка 3 занимает пространство между кожухом и полюсами.

На фиг. 1 и 2 якорь находится в исходном положении. Срабатывание якоря осуществляется по часовой стрелке на рабочий угол 60°. Фиксация якоря в исходном и сработанном положении осуществляется с помощью внешних упоров (на фигурах не показаны).

Изобретение работает следующим образом.

При отсутствии тока в обмотке, в исходном положении, на якорь действует момент против часовой стрелки, создаваемый постоянным магнитом 5. Для модели электромагнитного привода диаметром 22 мм, высотой 14 мм момент составляет около 50 г⋅см (расчетное значение). При перемещении якоря к середине хода момент возрастает до 300 г⋅см, далее наступает равновесное состояние. Во второй половине хода знак момента на якоре симметрично изменяется на противоположный и якорь стремится повернуться по часовой стрелке.

При подаче тока определенной полярности на обмотку 3, якорь из исходного положения поворачивается на рабочий угол. Магнитная цепь образуется последовательно соединенными цилиндрическими секторами - полюсами 1 и 2, связанными основанием в виде сектора с кожухом 4, накладками 6, постоянным магнитом 7. В цепи имеются два минимальных радиальных рабочих воздушных зазора, паразитные зазоры отсутствуют.

Приведение якоря в исходное состояние осуществляется импульсом обратной полярности или второй обмоткой, намотанной рядом с обмоткой 3.

Увеличение угла поворота обеспечено за счет реализации движения якоря поперечно магнитному потоку в рабочих зазорах.

Увеличение тягового момента электромагнитного привода обеспечивается за счет компоновки деталей (в конструкции практически отсутствуют пустые области). Момент для рассматриваемой выше модели составляет 150 г⋅см в начале хода, 400 г⋅см в середине и 150 г⋅см в конце хода. Расчетный момент прототипа не превышает 100 г⋅см.

Большую стойкость к воздействию внешних полей обеспечивает кожух 4, который защищает от внешних полей и, кроме того, участвует в магнитной цепи. В прототипе существенно меньшая защищенность из-за открытости всех элементов электродвигателя.

Малая масса якоря, его сбалансированность, большой угол поворота, большой и при этом возрастающий момент (при отсутствии тока в обмотке) до равновесного состояния (середины хода) обеспечивают стойкость к значительным аварийным ударам в исходном и сработанном состояниях.

Электромагнитный привод, содержащий статор и якорь, отличающийся тем, что статор выполнен из кожуха, обмотки и двух цилиндрических секторов - полюсов, расположенных напротив друг друга и имеющих на противоположных концах основание в виде сектора, соединенного с кожухом, а якорь установлен внутри статора и состоит из постоянного магнита с радиальной намагниченностью и двух накладок, причем между цилиндрическими секторами - полюсами статора и накладками образованы два радиальных рабочих воздушных зазора, а оси полюсов, кожуха, обмотки и якоря совпадают.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к двигателям-маховикам, и может использоваться для систем ориентации и стабилизации космических аппаратов.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройству роторов электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов. Технический результат – повышение энергетических характеристик.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение частоты вращения ротора и уменьшение в нем дополнительных потерь.

Изобретение относится к электрическому двигателю с низким моментом короткого замыкания, предназначенному для использования в приводном устройстве с несколькими двигателями, приводящими в движение один и тот же элемент.

Изобретение относится к области гидроэнергетики, в частности к конструкции гидроэлектрической турбины, содержащей статор и концентрически размещенный внутри него ротор.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в синхронных генераторах. Технический результат состоит в снижении сопротивления ротора вращению от первичного двигателя в результате пространственного разделения основного и вторичного магнитных потоков и снижения, таким образом, степени их взаимодействия.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - обеспечение отказоустойчивой конструкции машины.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, в частности электрогенераторам переменного тока. Технический результат - повышение рабочего магнитного потока магнитоэлектрической машины.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам с обмоткой, не содержащей железа. Электродвигатель (1), включающий в себя, по меньшей мере, первичную часть (2а, 2b) с обмоткой (3), не содержащей железа, которая содержит, по меньшей мере, две фазы (6), при этом одна фаза (6) включает в себя, по меньшей мере, два жгута (4) обмотки и, по меньшей мере, один электрический соединительный элемент (5), и вторичную часть (7а, 7b) с четным количеством магнитных полюсов (8), которые с чередованием расположены на вторичной части (7а, 7b), при этом обмотка (3) расположена на первичной части (2а, 2b) в воздушном зазоре (9) между первичной частью (2а, 2b) и вторичной частью (7а, 7b) по отношению к оси (10а, 10b) таким образом, что соответствующие жгуты (4) обмотки фазы (6) расположены напротив соответствующего магнитного полюса (8), и все магнитные полюса (8) выполнены с возможностью одновременного использования для образования усилия.

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к устройствам, использующимся в системах автономного электроснабжения. Технический результат - уменьшение потерь на вихревые токи и перемагничивание, механическая устойчивость на критических частотах.

Изобретение относится к электрическим машинам. Клин для ротора электрической машины включает в себя проходящую в окружном направлении наружную поверхность, задающую радиальную протяженность клина, проходящую от первого осевого торца клина до второго осевого торца клина.

Изобретение относится к области электромашиностроения. Торцевой ротор электродвигателя, содержащий вал с проводящим диском и замыкающим магнитопроводом, выполненным в виде болтов с головками, обращенными к статору, а с противоположной от статора стороны диска, болты охвачены ферромагнитным тросом, укрепленным с помощью кольца и гаек.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к синхронным реактивным электрическим двигателям. Технический результат - повышение пускового момента, обеспечение возможности реверса, уменьшение пульсации электромагнитного момента, а также упрощение конструкции и технологии изготовления ротора.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к синхронным реактивным электрическим двигателям. Технический результат - повышение пускового момента, обеспечение возможности реверса, уменьшение пульсации электромагнитного момента, упрощение конструкции и технологии изготовления ротора.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения температуры обмотки статора электрической вращающейся машины, охлаждаемой охлаждающим маслом.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к ротору с выступающими полюсами. Ротор имеет по меньшей мере два направленных радиально наружу полюсных сердечника, окружающую полюсный сердечник электрическую обмотку и полюсный наконечник.

Изобретение относится к области электротехники и касается реактивного ротора электрической машины. Технический результат - обеспечение устойчивости ротора к высокому вращающему моменту и высокой частоте вращения.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в упрощении сборки и разборки.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных установках с высокоскоростным электрическим приводом рабочего органа, в частности, в условиях вакуума.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к производству асинхронных электрических машин, например для электромобилей, трамваев и других транспортных средств.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – улучшение охлаждения обмотки статора. Электрическая машина имеет кожух, содержащий стенку основания, имеющую по меньшей мере один выступ, выступающий в сторону внутренней части кожуха. Машина также содержит статор, образованный ферромагнитным сердечником, имеющим множество полюсных наконечников, обмотку статора, первый и второй изоляторы, помещенные между ферромагнитным сердечником и обмоткой статора. По меньшей мере одна катушка обмотки имеет одну концевую часть, взаимодействующую с выступом стенки основания для теплообмена с ним. Изоляторы имеют полость для первого количества витков катушки и вторую полость для второго количества витков катушки. Первая и вторая полости выполнены так, чтобы слой витков концевой части, прилегающей к выступу, был образован участками проводника, которые все по существу компланарны друг к другу. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным приводам постоянного тока для передачи угловых перемещений, и может быть использовано для создания двухпозиционных электромагнитных реле или устройств с поворотом подвижного элемента на некоторый ограниченный угол и обратно с двумя устойчивыми состояниями. Техническим результатом является увеличение угла поворота якоря, увеличение тягового момента, повышение стойкости к воздействию внешних полей и к ударам в исходном и сработанном состояниях. Электромагнитный привод содержит статор и якорь. Статор выполнен из кожуха, обмотки и двух цилиндрических секторов - полюсов, расположенных напротив друг друга и имеющих на противоположных концах основание в виде сектора, соединенного с кожухом. Якорь установлен внутри статора и состоит из постоянного магнита с радиальной намагниченностью и двух накладок, причем между цилиндрическими секторами - полюсами статора и накладками образованы два радиальных рабочих воздушных зазора. Оси статора, кожуха, обмотки и якоря совпадают. 3 ил.

Наверх