СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХКАТУШЕЧНЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 2013 года по МПК H01F7/06 H01F7/08 H02K33/12 H02K33/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах ударного действия с линейным электромагнитным двигателем, в котором движение бойка (якоря) осуществляется за счет катушек рабочего и обратного хода и буферного устройства, состоящего из подпружиненной инерционной массы.

Известен способ управления двухкатушечным электромагнитным двигателем ударного действия, состоящий в поочередной подаче импульсов питающего напряжения на катушки электромагнитного двигателя с интервалом времени между ними [а.с. 959250 СССР, М.кл. Н02Р 7/62. Способ управления электромагнитным двигателем возвратно-поступательного движения / Д.Н.Маликов, Н.П.Ряшенцев, Е.М.Тимошенко, И.М.Королев, А.Н.Антонов. - №1740416/24-07; заявл. 21.01.72; опубл. 15.09.82, Бюл. №34]. Повышение ударной мощности при таком способе управления достигается тем, что импульсы напряжения подают с периодом, не менее суммарного времени рабочего и обратного хода якоря.

Недостатком этого способа управления является низкая ударная мощность, за счет понижения частоты подачи импульсов на катушку рабочего и обратного хода по отношению к частоте питающего напряжения.

Известен способ питания двухкатушечного электромагнитного двигателя возвратно-поступательного действия, используемый в приводе ударных машин [а.с. 1403327 СССР, М.кл. Н02Р 7/62. Способ питания электромагнитного двигателя возвратно-поступательного действия / В.Н.Ряшенцев, Н.П.Ряшенцев, А.Н.Ряшенцев. - №3511325/24-07; заявл. 12.11.82; опубл. 15.06.88, Бюл. №22]. Рабочий цикл при таком способе управления осуществляется подачей импульсов питающего напряжения на катушки рабочего и обратного хода с паузой, во время которой боек движется без воздействия на него электромагнитных сил. Повышение удельной ударной мощности электромагнитного двигателя достигается тем, что подключение катушки двигателя к источнику питания осуществляется на время, меньшее длительности движения бойка под действием сил, создаваемых этой катушкой. Отключение катушки от источника питания выполняется до прохождения бойком половины хода.

Недостатком данного способа является относительно низкая ударная мощность, связанная с питанием катушек рабочего и обратного хода только во время разгона бойка.

Эти недостатки частично устраняются в способе управления двухкатушечным электромагнитным двигателем [а.с. 1525856 СССР, М.кл. Н02Р 7/62. Способ управления двухкатушечным электромагнитным двигателем / А.А.Перьев, Е.М.Тимошенко, А.Л.Осокин, В.М.Борисов. - №4104981/24-07; заявл. 30.05.86; опубл. 30.11.89, Бюл. №44], который наиболее близок к сущности предлагаемого изобретения и является его прототипом. Способ управления заключается в том, что за рабочий цикл электромагнитного двигателя на катушку рабочего хода подается два импульса питающего напряжения, а на катушку обратного хода - один импульс, причем каждый последующий рабочий цикл повторяется после паузы, равной времени прохождения одной полуволны питающего напряжения.

Увеличение ударной мощности в данном способе управления достигается за счет использования за рабочий цикл трех полуволн напряжения для питания катушек рабочего и обратного хода, что приводит к увеличению энергии единичного удара бойка.

Однако данный способ управления двухкатушечным электромагнитным двигателем развивает относительно невысокую ударную мощность. Недостатком способа управления является наличие бестоковой паузы, во время которой движение бойка осуществляется только под действием его внутренней кинетической энергии.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение ударной мощности электромагнитного двигателя за счет увеличения частоты ударов бойка.

Указанная задача достигается поочередной подачей за рабочий цикл трех полуволн питающего напряжения, первые две полуволны питающего напряжения подают на катушку обратного хода, а третью полуволну - на катушку рабочего хода, с повторением указанной последовательности подачи полуволн напряжений без паузы между циклами.

На фиг.1 приведен двухкатушечный электромагнитный двигатель, реализующий предлагаемый способ; на фиг.2 представлены временные диаграммы рабочего цикла.

Двигатель (фиг.1) состоит из рабочего инструмента 1, бойка 2, магнитопровода 3 катушки рабочего хода 4, магнитопровода 5 катушки обратного хода 6 и буфера 7.

Способ управления двухкатушечным электромагнитным двигателем осуществляется таким образом, что за рабочий цикл подается три полуволны питающего напряжения. Первые две полуволны напряжения подаются на катушку обратного хода, третья полуволна напряжения подается на катушку рабочего хода, причем под действием первой полуволны напряжения совершается обратный ход, а под действием двух других полуволн напряжения - рабочий ход. Далее цикл повторяется без пропусков полуволн питающего напряжения.

На фиг.2 представлены временные диаграммы рабочих циклов двигателя, где U_пит - напряжение питающей сети; U_ох - напряжение катушки обратного хода; U_рх - напряжение катушки рабочего хода, x - ход бойка (нижняя точка линии - положение бойка в момент удара, верхняя - положение бойка в конце обратного хода).

В начальный момент времени боек находится в крайнем левом положении. В момент времени t₁ подается питание на катушку обратного хода 6, боек 2, под действием электромагнитных сил катушки обратного хода 6, начинает движение в сторону буферного устройства 7, совершает по нему удар и отскакивает. В момент времени t₂ поступает вторая полуволна напряжения на катушку обратного хода 6, в результате чего боек получает дополнительное ускорение в сторону движения к рабочему инструменту. В момент времени t₃ подается питание на катушку рабочего хода 5, которая создает усилие, действующее на боек до совершения удара по рабочему инструменту 1. Затем боек отскакивает от инструмента и порядок подачи питающего напряжения повторяется.

Таким образом, увеличение ударной мощности достигается за счет увеличения частоты ударов бойка, связанной с отсутствием паузы в рабочем цикле, при сохранении единичной энергии удара двигателя.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах ударного действия с линейным электромагнитным двигателем, например в приводах электромагнитных прессов и в других импульсных устройствах с поступательным движением рабочего органа. Техническим результатом является увеличение ударной мощности электромагнитных двигателей. Электропривод содержит рабочий инструмент (1), боек (2), магнитопровод (3) катушки рабочего хода (4), магнитопровод (5) катушки обратного хода (6) и буфер (7). Рабочий цикл электропривода возвратно-поступательного движения состоит в подаче первых двух полуволн питающего напряжения на катушку обратного хода, третий импульс - на катушку рабочего хода. Обратный ход совершается под действием первой полуволны, а рабочий ход совершается под действием двух других полуволн напряжения. Последующий рабочий цикл повторяется без пропусков полуволн питающего напряжения. Таким образом, увеличение ударной мощности достигается за счет увеличения частоты ударов бойка, связанной с отсутствием паузы в рабочем цикле, при сохранении энергии единичного удара. 2 ил.

Способ управления двухкатушечным электромагнитным двигателем, состоящий в поочередной подаче за рабочий цикл трех полуволн питающего напряжения, отличающийся тем, что первые две полуволны подают на катушку обратного хода, а третью полуволну - на катушку рабочего хода с повторением указанной последовательности подачи полуволн напряжений без паузы между циклами.