Поляризованный электромагнитный электрический аппарат Российский патент 2025 года по МПК H01H51/22 

Заявляемое техническое решение относится к электротехнике, а именно к поляризованным электромагнитным электрическим аппаратам - реле, контакторам и т.п.

В качестве прототипа выбран наиболее близкий конструктивно и функционально электрический коммутационный поляризованный аппарат по патенту SU 1686504 A1 [1], содержащий контактную систему, поляризованную магнитную систему с последовательной магнитной цепью, включающую якорь, П-образный магнитопровод с размещённой на нём обмоткой, постоянные магниты, установленные в рабочих зазорах на торцевых поверхностях П-образного магнитопровода или на якоре, возвратную пружину, упор, установленный с возможностью взаимодействия с якорем в его крайнем положении.

Недостатком прототипа является повышенные потребляемая мощность управления и массогабаритные показатели магнитной системы.

Техническим результатом заявляемого технического решения является уменьшение потребляемой мощности управления и массогабаритных показателей.

Технический результат достигается тем, что в аппарат, содержащий поляризованную магнитную систему с последовательной магнитной цепью, включающую П-образный магнитопровод с размещённой на нём обмоткой, якорь, постоянные магниты, установленные в рабочих зазорах на торцевых поверхностях П-образного магнитопровода или на якоре, возвратную пружину, упор, установленный с возможностью взаимодействия с якорем в его крайнем положении, контактную систему, добавлены П-образный магнитопровод с размещённой на нём обмоткой и якорем, постоянные магниты, установленные в рабочих зазорах на торцевых поверхностях П-образного магнитопровода или на якоре, возвратная пружина, упор, установленный с возможностью взаимодействия с якорем в его крайнем положении так, что якоря шарнирно соединены между собой контактной системой.

Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что благодаря согласованной работе П-образных магнитопроводов с обмотками, якорями и постоянными магнитами, расположенными в рабочих зазорах на торцевых поверхностях П-образных магнитопроводов или на якорях, возвратных пружин, повышается чувствительность магнитной системы, позволяющая уменьшить её массогабаритные показатели за счёт уменьшения размеров обмоток, П-образных магнитопроводов и постоянных магнитов. Тем самым обеспечиваются тяговые усилия на замыкание и размыкание якорей, их удержание в крайних положениях постоянными магнитами и обмотками с меньшей магнитодвижущей силой, что даёт возможность уменьшить потребляемую мощность управления магнитной системы.

На фиг. 1 и 2 представлен аппарат, который содержит постоянные магниты 1 и 2, якоря 3 и 4, П-образные магнитопроводы 5 и 6 с ярмами 7 и 8, обмотки 9 и 10, упоры 11 и 12, возвратные пружины 13 и 14, контактную систему 15. Постоянные магниты 1 и 2 согласованно установлены в рабочих зазорах на торцевых поверхностях П-образных магнитопроводов 5 и 6 или на якорях 3 и 4 (последний вариант не показан). Якоря 3 и 4 шарнирно соединены между собой общей подвижной контактной системой 15. П-образные магнитопроводы 5 и 6 с обмотками 9 и 10 расположены ярмами 7 и 8 напротив друг друга (фиг. 1, 2, 4, 5) либо слиты в одно ярмо 16 (фиг. 3). Упоры 11 и 12 закреплены на ярмах 7 и 8 П-образных магнитопроводов 5 и 6 (фиг. 1, 2) и/или на корпусе аппарата (фиг. 3) для взаимодействия с якорями 3 и 4 в их крайних положениях. При соответствующей защите постоянных магнитов от повреждений при столкновении с торцами П-образных магнитопроводов или якорями, а также при выполнении постоянных магнитов из магнитопласта, упорами, взаимодействующими с якорями в их крайних положениях, служат поверхности торцов П-образных магнитопроводов в рабочих зазорах. Возвратные пружины 13 и 14 взаимодействуют со своими якорями 3 и 4 непосредственно (фиг. 2) либо через контактную систему 15, например, в виде контактных пружин (фиг. 5). Для увеличения магнитной проводимости магнитной системы аппарата ярма 7 и 8 соединены, соответственно, с якорями 3 и 4 через минимальные воздушные зазоры (фиг. 5).

Заявляемый аппарат работает следующим образом. Включение осуществляется подачей на обмотки 9 и 10 постоянного тока, в том числе импульсного, такого направления, при котором в П-образном магнитопроводе 5 создаётся магнитный поток, однонаправленный с магнитным потоком постоянных магнитов 1, а в П-образном магнитопроводе 6 создаётся магнитный поток, противоположно направленный магнитному потоку постоянных магнитов 2. При этом якорь 3 притягивается к торцам П-образного магнитопровода 5, а якорь 4 размыкается. После снятия тока на включение постоянные магниты 1 удерживают якорь 3 в замкнутом положении. Отключение осуществляется подачей на обмотки 9 и 10 постоянного тока, в том числе импульсного, такого направления, при котором в П-образном магнитопроводе 6 создаётся магнитный поток, однонаправленный с магнитным потоком постоянных магнитов 2, а в П-образном магнитопроводе 5 создаётся магнитный поток, встречный магнитному потоку постоянных магнитов 1. При этом якорь 4 притягивается к торцам П-образного магнитопровода 6, а якорь 3 размыкается. После снятия тока на выключение постоянные магниты 2 удерживают якорь 4 в замкнутом положении.

Аппарат позволяет осуществлять его включение и отключение токами одной полярности, поочерёдно воздействующими на отдельные катушки обмоток 9 и 10, а также поочерёдной подачей питания соответственно на обмотки 10 и 9.

Источники информации

1. Патент SU 1686504 A1, опубл. 23.10.91, бюл. № 39.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим аппаратам - реле, контакторам и т.п. Технический результат заключается в уменьшении потребляемой мощности управления и массогабаритных показателей. Поляризованный электромагнитный электрический аппарат содержит два П-образных магнитопровода с обмотками управления и якорями, постоянные магниты, установленные в рабочих зазорах на торцевых поверхностях одного или двух магнитопроводов и (или) на одном или двух якорях, упоры, обеспечивающие минимальный рабочий зазор, контактную систему, соединяющую между собой якоря. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Поляризованный электромагнитный электрический аппарат, содержащий поляризованную магнитную систему с последовательной магнитной цепью, включающую якорь, П-образный магнитопровод с размещённой на нём обмоткой, постоянные магниты, установленные в рабочих зазорах на торцевых поверхностях П-образного магнитопровода или на якоре, возвратную пружину, упор, установленный с возможностью взаимодействия с якорем в его крайнем положении, контактную систему, отличающийся тем, что в магнитную систему добавлены П-образный магнитопровод с размещённой на нём обмоткой, якорь, постоянные магниты, установленные в рабочих зазорах на торцевых поверхностях П-образного магнитопровода или на якоре, возвратная пружина, упор, установленный с возможностью взаимодействия с якорем в его крайнем положении, так, что П-образные магнитопроводы с размещёнными на них обмотками расположены своими ярмами напротив друг к друга, а якоря шарнирно соединены между собой контактной системой.

2. Поляризованный электромагнитный электрический аппарат по п. 1, отличающийся тем, что хотя бы одно ярмо П-образного магнитопровода соединено с его якорем через минимальный воздушный зазор.

3. Поляризованный электромагнитный электрический аппарат по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что ярма П-образных магнитопроводов слиты в одно ярмо.

4. Поляризованный электромагнитный электрический аппарат по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что хотя бы один постоянный магнит выполнен из магнитопласта.