ПРИВОДНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ Российский патент 1995 года по МПК H01H51/04 

Изобретение относится к электромагнитным приводам контакторов, пускателей, реле и других устройств, питающихся от источника переменного напряжения.

Известен приводной электромагнит реле [1] содержащий четырехстержневый магнитопровод, подпружиненный якорь, две обмотки, включенные последовательно и размещенные на двух стержнях магнитопровода.

Недостаток этого электромагнита большие массогабаритные показатели, что связано с использованием четырехстержневого магнитопровода.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электромагнитный привод [2] выбранный в качестве прототипа и содержащий четырехстержневый магнитопровод в виде двух П-образных магнитных систем, подпружиненный якорь, две обмотки, соединенные последовательно, подключенные к источнику переменного напряжения и размещенные на стержнях двух П-образных магнитных систем, причем одна из обмоток подключена к схеме выпрямления, магнитные системы соединены через немагнитный зазор.

Недостатком этого электромагнита также являются большие массогабаритные показатели, обусловленные использованием четырехстержневого магнитопровода.

Цель изобретения уменьшение массогабаритных показателей.

Цель достигается тем, что в приводном электромагните, содержащем магнитопровод, подпружиненный якорь, две обмотки, соединенные последовательно, подключенные к источнику переменного напряжения и размещенные на двух стержнях магнитопровода, одна из которых подключена к схеме выпрямления, элемент, обеспечивающий разделение путей протекания магнитных потоков, обусловленных токами в обмотках, магнитопровод выполнен трехстержневым, элемент, обеспечивающий разделение путей протекания магнитных потоков, установлен у стержня или на стержне, несущем обмотку, подключенную к схеме выпрямления.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый приводной электромагнит отличается тем, что магнитопровод выполнен трехстержневым, а элемент, обеспечивающий разделение путей протекания магнитных потоков, установлен у стержня или на стержне, несущем обмотку, подключенную к схеме выпрямления.

При использовании трехстержневого электромагнита в указанной связи с другими элементами электромагнита знакопеременный магнитный поток при притянутом якоре практически не протекает по рабочему воздушному зазору у стержня, несущего обмотку, подключенную к схеме выпрямления, что позволяет исключить, четвертый стержень магнитопровода и приводит к уменьшению массогабаритных показателей электромагнита. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень".

На чертеже изображен приводной электромагнит.

Он содержит магнитопровод с тремя стержнями 1, 2, 3, якорь 4, возвратную пружину 5, две обмотки 6, 7, соединенные последовательно и подключенные к источнику переменного напряжения, причем обмотка 7 подключена к схеме 8 выпрямления, элемент 9, обеспечивающий разделение путей протекания магнитных потоков, обусловленных токами в обмотках 6 и 7, установленный у стержня 2 или на стержне 2, несущем обмотку 7. Элемент 9 может быть выполнен в виде немагнитного зазора, электропроводящего кольца, охватывающего стержень 2 или часть якоря 4 непосредственно, обращенного рабочей поверхностью к стержню 2, в общем случае установленного у рабочего воздушного зазора 11 или на стержне 2, или в виде стержня 2, выполненного из сплошного материала. Оси стержней 1, 2, 3 магнитопровода могут лежать и в не одной плоскости. В рабочих воздушных зазорах 10, 11, 12 протекающие магнитные потоки, обусловленные токами в обмотках 6 и 7, создают электромагнитное усилие и момент.

Приводной электромагнит работает следующим образом.

При подключении электромагнита к источнику переменного напряжения по его обмоткам 6 и 7 начинают протекать токи. Поскольку в исходном положении якоря 4 воздушные зазоры 10, 11, 12 значительны и их магнитные проводимости малы, значит, мала и величина индуктивности обмотки 6, обтекаемой знакопеременным током. Поэтому в режиме включения по обмоткам 6 и 7 протекают значительные пусковые токи, обеспечивая форсированное включение электромагнита. Якорь 4, преодолевая сопротивление механической нагрузки в виде пружины 5, переходит в притянутое положение. При этом резко возрастает величина индуктивности обмоток. Индуктивное сопротивление обмотки 6 существенно уменьшает потребляемый из сети ток, а индуктивность обмотки 7 уменьшает пульсацию тока в ней, а значит, электромагнитный момент, действующий на якорь, что увеличивает минимальное значение электромагнитного момента, которое должно быть больше момента, создаваемого механической нагрузкой 5 электромагнита, для исключения вибрации якоря. Значительное увеличение минимального электромагнитного усилия и момента в притянутом положении якоря 4 обеспечивает элемент 9, уменьшающий протекание через рабочий воздушный зазор 11 знакопеременного магнитного потока, обусловленного током в обмотке 6. В одном случае это обеспечивается за счет установки немагнитного зазора большего, чем воздушный зазор 12 на сердечнике, представляющего активное магнитное сопротивление, в другом случае установкой электропроводящего кольца или выполнением стержня 2 из сплошного материала, представляющих реактивное магнитное сопротивление для знакопеременного магнитного потока, обусловленного потоком в обмотке 6. Поэтому через рабочий воздушный зазор 11 протекает практически постоянный во времени магнитный поток, обусловленный постоянной составляющей выпрямленного тока в обмотке 7. Это значит, что при любых соотношениях между магнитными потоками, обусловленными потоками в обмотках 6 и 7, минимальный электромагнитный момент не может быть меньше, чем обеспечивает постоянный во времени магнитный поток в рабочем зазоре 11. Это, как известно, позволяет уменьшить размеры электромагнита.

Использование в предлагаемом техническом решении трехстержневого электромагнита позволяет в сравнении с прототипом уменьшить его массогабаритные показатели.

Изобретение относится к электромагнитным приводам контакторов, реле и других устройств, питающихся от источника переменного напряжения. Сущность изобретения заключается в том, что приводной электромагнит содержит магнитопровод, подпружиненный якорь, две обмотки, соединенные последовательно и размещенные на двух стержнях магнитопровода, одна из которых подключена к схеме выпрямления, элемент, обеспечивающий разделение путей протекания магнитных потоков, обусловленных токами в обмотках. Новым в электромагните является выполнение его трехстержневым и установка элемента, обеспечивающего разделение путей протекания потоков, у стержня или на стержне, несущем обмотку, подключенную к схеме выпрямления. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ПРИВОДНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ, содержащий многостержневой магнитопровод, подпружиненный якорь и две обмотки, расположенные на двух стержнях, последовательно соединенные между собой, одна из которых подключена к мостовой четырехдиодной схеме выпрямления, предназначенные для подключения к источнику переменного напряжения, и элемент, обеспечивающий разделение путей протекания магнитных потоков, отличающийся тем, что магнитопровод выполнен трехстержневым, а элемент, обеспечивающий разделение путей протекания магнитных потоков, установлен у стержня или на стержне, несущем обмотку, подключенную к мостовой четырехдиодной схеме выпрямления. 2. Электромагнит по п.1, отличающийся тем, что элемент, обеспечивающий разделение путем протекания магнитных потоков, выполнен в виде немагнитного зазора. 3. Электромагнит по п.1, отличающийся тем, что элемент, обеспечивающий разделение путей протекания магнитных потоков, выполнен в виде электропроводного кольца, охватывающего стержень магнитопровода. 4. Электромагнит по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что элемент, обеспечивающий разделение путей протекания магнитных потоков, выполненный в виде электропроводного кольца, установлен на якоре напротив стержня, несущего обмотку, подключенную к мостовой четырехдиодной схеме выпрямления. 5. Электромагнит по п.1, отличающийся тем, что элемент, обеспечивающий разделение путей протекания магнитных потоков, выполнен в виде стержня из сплошного металла, на котором размещена указанная обмотка, подключенная к мостовой четырехдиодной схеме выпрямления.