Электромагнит со встроенным выпрямителем

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 13;05 ° 81 (21) 3286071/24-07 f51) M. Кд.

Н 01 F 7/18

Н 01 Н 47/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621. 318 .. .56(088.8) Опубликовано 1511,82. Бюллетень ¹42

Дата опубликования описания 15.11.82

Ял

Рижское производственное объединение ВЭФ им. В.И.Ленина

71) За яв и тель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТ СО BCTPOEHHht1 ВЫПРЯМИТЕЛЕМ

Изобретение относится к электромагнитной технике и может быть использовано при создании привода переменного тока для различных электромагнитных механизмов, например реле, контакторов, пускателей и вибраторов.

Известны электромагниты, .питание которых осуществляется от источника переменного напряжения, а сила электромагнитного притяжения пульсирует от нуля до максимума с удвоенной частотой по отношению к частоте питающего тока (1).

В зависимости от типа электромагнита и его характеристики такой электромагнит может использоваться в качестве тягового или вибрационного.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электромагнит со встроенным выпрямителем, содержащий две обмотки, включенные параллельно и согласно, и два диода, включенные последовательно с обмотками 2), Недостатками известного устройства являются: небольшое значение тяговой силы электромагнита на единицу потребляемой мощности, малая величина коэффициента мощности и

КПД, значительная величина выброса обратного напряжения на диодах.

Цель изобретения - увеличение тягового усилия на единицу потребляемой мощности и КПД.

Указанная цель достигается тем, что в электромагните со встроенным

10 выпрямителем, содержащем две последовательные цепи из обмотки и диода, одна из которых подключена к выводам для подключения источника пита. ния переменного тока, другая последовательная цепь из обмотки и диода подключена параллельно Обмотке первой последовательной цепи.

Кроме того, обмотки электромагни-: та в зависимости от его назначения.2О могут включаться согласно или встречно.

На фиг. 1 приведена электрическая схема предлагаемого электромагнита при .его работе в режиме тягового . электромагнита, на фиг. 2 - то же, в режиме вибратора, на фиг. 3 — прин. ципиальная схема электромагнита.

Электромагнит со встроенным выпрямителем содержит диоды 1 и 2, соединяемые с обмотками 3 и 4, и источник 5 питания переменного тока.

974426

Иеханическая и магнитная части электромагнита включаит в себя магнитопровод 6, якорь 7 и упругий элемент 8 °

В режиме тяговго электромагнита устройство работает следуюцим образом (фиг.1 и 3).

В первый полупвриод прохождения тока через диод 1 и обмотку 3 в магнитонроводе 6 возникает магнитный поток, вызывающий притяжение якоря 7. Во второй полупериод, когда диод 1 заперт, ток в контуре, образуемом обмотками 3, 4 и диодом 2, поддерживается эа счет ЭДС самоиндукции. Намотка обмоток 3 и 4 выполнена

„так, что в магниТном отношении, учитывая направление проходящего по ним тока, они действуют согласно.

Ток в обеих обмотках поддерживается во втором полупериоде, что сглаживает пульсацию намагничиваюцей силы.

Во втором полупвриоде происходит гашение запасенной энергии в магнитном контуре, обвспечиваюцее рекуперацию энергии во внутренней цепи, проявляюцейся в увеличении значения величины постоянной составлякщей тока, что, в свою очередь, .увеличивает коэффициент,мощности и КПД устройства. Ток во втором полупериоде способствует уменьшению выброса обратного напряжения на диодах 1.

При отключении электромагнита от ис точника 5 питания переменного тока якорь 7 под действием упругого элемента 8 устанавливается с зазором относительно магнитопровода б, причем механическая сила упругого элемента 8 значительно меньше электромагнитной силы, действующей на якорь

7 даже при малых напряжениях источника 5 питаний переменного тока.

Работа .устройства в режиме вибратора происходит следуюцим образом (фиг.2) .

Механическая сила упругого элемента 8 выбирается больше пульсируюLqeA намагиичивающей силы. Тогда в каждый полупериод прохожд .=ия тока через диод 1 и обмотку 3. в магнитопроводе 6 появляется магнитный поток, вызывающий притяжение якоря 7. Во второй полупериод диод 1 заперт.

Так как обмотки 3 и 4 включены встречно, .в начале второго полупериода появляется дополнительный импульс тока, чта дает увеличение намагничивающей силы, увеличивая глубину пульсации намагничивающей силы, увеличивает постоянную составляющую тока и уменьшает индуктивность контура. Указанные эффекты позволяют увеличить амплитуду колебаний якоря вибратора на единицу потребляемой мощности и увеличить КПД, уменьшить обратный выброс напряжения на диоде, так как производится рекуперация

Формула нз обретения

1. Электромагнит со встроенным выпрямителем, содержащий две последовательние.цепи из обмотки и диода, одна иэ которых подключена и выводам, для подключения источника питания переменного тока, о т л и ч а юэнергии, т..е. гашение накопленной в первый полупериод в магнитном контуре энергии используется для увеличения тока, что, в свою очередь, увеличивает амплитуду колебания яко5 ря. Так как амплитуда силы, разви ваемой резонансной упругой подвеской, обычно в 5-20 раз превышает амплитуду вынуждаюцей электромагнитной силы, то значение электромагнит>Q ной силы, образуемой постоянной составляющей тока, не может воспрепятствовать отходу якоря за счет упругих элементов. Колебания якоря 7 обусловлены разностью максимального и минимального значений магнитного потока.

Соответственно выбранное отношение витков рабочей и дополнительной об1моток дают оптимальные условия рекуперации энергии во внутренней. цепи электромагнита за счет токов, вызванных ЭДС самоиндукции, ЭДС дви,жения и противо-ЭДС пульсации, чта приводит к повышению энергетических показателей устройства. Глубина пульсации, значение постоянной составляюцей и разность максимальной и минимальной намагничиваюцей силы, а также величина постоянной времени контура (обмотки 3, 4 и диод 2)

ЗО определяющие возбуждающую силу с одной стороны и значение восстанав- ливающей силы с другой, определяют оптимальное соотношение витков обмоток 3 и 4 электромагнита.

33 Для предлагаемого устройства перспективно использование тиристорных источников питания с регулируемой длиной импульса. Например, для вибратора с согласно включенными обмот4й ками возбуждающие действие определенной длительности импульса тока и последующее гашение запасенной в магнитном контуре энергои происходит в течение полупвриода механических

45 колебаний якоря, что позволяет во второй полупериод якорю свободно совершать обратный ход за счет запасенной в упругих элементах потенциальной энергии.

Использование предлагаемого изобретения позволяет улучшить эксплуатационные характеристики различных электромагнитных механизмов, расширить их функциональные возможности

55 и снизить потребляемую энергию.

974426

f uw3

Составитель А.Андреев

Техред Т.Фанта КорректорН.Король

Редактор М. Келемерт Заказ 8721/70 Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CQCP по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушакая наб., д. 4/5

М Ю

ФиЛиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 шийся тем, что, с целью увеличения тягового усилия на единицу потребляемой мощности и КПД, другая последовательная цепь из обмотки н диода подк.почена параллельно обмотке первой последовательной цепи.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что обмотки включены согласно.

3. Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что обмотки включены встречно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9506075, кл. Н 01 Н 47/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9600632, кл. Н 01 Н 47/00, 1976 (прототип}.