СПОСОБ ВЫРАБОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСА Российский патент 1999 года по МПК H02K35/00 H02K39/00 

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в импульсных магнитоэлектрических генераторах, вырабатывающих одиночные электрические импульсы.

Современному машиностроению известно большое количество конструкций импульсных генераторов, вырабатывающих одиночные электрические импульсы, которые используются в ракетной технике для приведения в действие электровоспламенителей пусковых и бортовых систем снаряда или ракеты. Многообразие конструкций генераторов объединяется способом выработки электрического импульса. Способ генерирования импульсов электрического тока импульсным генератором, приводимым в действие вручную (от руки оператора) [1], принятый за прототип, заключается в приложении нарастающего усилия вручную (от оператора) к пружинному устройству, которое передает это усилие через пружину на якорь импульсного генератора, до тех пор пока величина усилия достигнет величины магнитной силы, удерживающей якорь у полюсов. После этого происходит отделение пружиной якоря от полюсов и его перемещение под действием энергии, накопленной в пружине. При отделении якоря от полюсов усилие притяжения якоря резко уменьшается и под действием пружины якорь ускоряется. Ускорительная пружина определяет закон перемещения якоря в данной магнитной системе.

В некоторых конструкциях импульсных магнитоэлектрических генераторов (ИМЭГ) имеется устройство предохранения, предназначенное для исключения несанкционированного срабатывания (т.е. генерирования электрического импульса), которое стопорит якорь в исходном положении и работа (снятие предохранения) которого связана с ходом пружинного механизма для сжатия ускорительной пружины.

В процессе эксплуатации ИМЭГ усилие удержания якоря у полюсов магнитной системой уменьшается. Это приводит к тому, что ход пружинного механизма для сжатия ускорительной пружины до величины усилия, при котором происходит отделение якоря уменьшается, и как следствие не происходит снятия стопорения якоря, и ИМЭГ не вырабатывает электрический импульс с заданными параметрами.

Целью настоящего изобретения является исключение влияния уменьшения усилия притяжения якоря магнитной системой во время эксплуатации ИМЭГ на ход пружинного механизма для сжатия ускорительной пружины.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе выработки электрического импульса отделение якоря от полюсов магнитной системы ИМЭГ производится не ускорительной пружиной, а любым другим элементом пружинного (приводного) механизма независимо от ускорительной пружины, и при этом в момент отделения якоря от полюсов величина усилия от ускорительной пружины, действующего на якорь, составляет ≈ 0,9 величины усилия удержания якоря у полюсов магнитной системой генератора при нулевом воздушном зазоре.

Такой способ выработки электрического импульса позволяет получить постоянным ход приводного (пружинного) механизма для сжатия ускорительной пружины, а энергии, запасенной ускорительной пружиной, достаточно для выработки электрического импульса с заданными параметрами.

Работа ИМЭГ при предлагаемом способе выработки электрического импульса выглядит следующим образом. Оператор нажимает на приводной (пружинный) механизм, при этом происходит сжатие ускорительной пружины и перемещение других элементов приводного механизма. Ускорительная пружина передает усилие от оператора на якорь. Сжатие ускорительной пружины происходит до тех пор, пока один из элементов приводного механизма не коснется якоря. Дальнейшее нажатие оператором на приводной механизм приводит к отделению якоря от полюсов этим элементом приводного механизма и перемещению его относительно полюсов. При появлении воздушного зазора между полюсом и якорем и его увеличении происходит резкое уменьшение усилия притяжения якоря магнитной системой генератора. В момент когда усилие от ускорительной пружины, действующее на якорь, сравняется, а затем станет больше усилия притяжения якоря магнитной системой ИМЭГ, якорь начнет перемещаться относительно полюсов уже только под действием ускорительной пружины. Скорость якоря при этом резко возрастает и в обмотках магнитоэлектрической системы ИМЭГ генерируется электрический импульс тока или напряжения.

Величина усилия от ускорительной пружины, действующего на якорь в момент отрыва его от полюсов, должна быть меньше усилия притяжения якоря магнитной системой ИМЭГ. В этом случае ход приводного механизма до отрыва якоря будет всегда постоянным. Но слишком большое уменьшение усилия от ускорительной пружины, действующее на якорь, относительно усилия притяжения якоря магнитной системой влияет на параметры (длительность и амплитуду) генерируемого электрического импульса вплоть до полного отсутствия импульса. Поэтому усилие от ускорительной пружины, действующее на якорь, должно быть всегда наибольшим, но меньше усилия притяжения якоря магнитной системой ИМЭГ.

В процессе эксплуатации ИМЭГ усилие притяжения якоря системой уменьшается за счет некоторого размагничивания магнитов, появления паразитных зазоров, местного ухудшения магнитной проводимости материала полюсов и якоря из-за их механического взаимодействия в процессе эксплуатации, изменения условий прилегания якоря к полюсам и т.д. Практически за время выработки ИМЭГ всего ресурса эксплуатации уменьшение усилия притяжения якоря к полюсам магнитной системой не превышает 5 - 7%. Поэтому настройка величины усилия от ускорительной пружины, действующего на якорь в момент отделения его от полюсов, с учетом погрешности измерения усилий и ходов на величину, составляющую ≈ 0,9 от величины усилия удержания якоря магнитной системой при нулевом воздушным зазоре при изготовлении генератора, позволяет получить электрический импульс с заданными параметрами.

Таким образом, способ выработки электрического импульса генератором, включающий воздействие усилия от оператора на приводной механизм, сжатие ускорительной пружины к моменту отделения якоря от полюсов до величины, составляющей ≈ 0,9 величины усилия удержания якоря у полюсов магнитной системой генератора, отделение якоря от полюсов одним из элементов приводного механизма независимо от ускорительной пружины и его перемещение относительно полюсов под действием ускорительной пружины, позволяет получить стабильную величину хода приводного механизма для сжатия ускорительной пружины и электрический импульс с заданными параметрами.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в импульсных магнитоэлектрических генераторах, вырабатывающих одиночные электрические импульсы. Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является исключение влияния уменьшения усилия притяжения якоря магнитной системой импульсного магнитоэлектрического генератора за время его эксплуатации на силовые и кинематические соотношения приводного механизма и магнитной системы генератора. Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе выработки электрического импульса импульсным магнитоэлектрическим генератором с приводным механизмом, содержащим ускорительную пружину, включающем воздействие усилия от оператора на приводной механизм, сжатие ускорительной пружины, передающей усилие на якорь генератора, отделение якоря от полюсов и его перемещение относительно полюсов под действием усилия ускорительной пружины, согласно изобретению, в момент отделения якоря от полюсов величина усилия от ускорительной пружины, действующего на якорь, составляет 0,9 величины усилия удержания якоря у полюсов магнитной системой генератора при нулевом воздушном зазоре, а отделение якоря от полюсов производят элементом приводного механизма, воздействующим на якорь в момент отделения в направлении действия усилия от ускорительной пружины независимо от нее.

Способ выработки электрического импульса импульсным магнитоэлектрическим генератором с приводным механизмом, содержащим ускорительную пружину, включающий воздействие усилия от оператора на приводной механизм, сжатие ускорительной пружины, передающей усилие на якорь генератора, отделение якоря от полюсов и его перемещение относительно полюсов под действием усилия ускорительной пружины, отличающийся тем, что в момент отделения якоря от полюсов величина усилия от ускорительной пружины, действующего на якорь, составляет ≈ 0,9 величины усилия удержания якоря у полюсов магнитной системой генератора при нулевом воздушном зазоре, а отделение якоря от полюсов производят элементом приводного механизма, воздействующим на якорь в момент отделения в направлении действия усилия от ускорительной пружины независимо от нее.