Поворотный электромагнит Советский патент 1983 года по МПК H01F7/14 

Изобретение относится к электромагнитным устройствам с пропорциональ ным управлением, которые нашли широкое применение в электрогидравличес ких усилителях и в качестве исполнительных механизмов в системах двтома тики. Известны электромагнитные устройства, содержащие якорь, обмотку управления, магнитопровод, источник возбуждения, механическую пружину и преобразующие входной электрический сигнал в угол поворота якоря 1. Недостатком этих устройств является низкое отношение электромагнитг ного момента, развиваемого в нулевом .положении, к его весу и наличие меха нической пружины. Наиболее эффективным устройством является электромагнит, содержащий ;;кольцевой зубчатый статор, постоян,ный магнит, две кольцевые обмотки управления, зубчатый ротор в виде двух цилиндрических магнитопроводов, в средней часТи которых выполнена кольцевая проточки, а их торцы охватывают соответствующую каждому изобмотку управления 21. / Недостатком известного устройства является-недостаточно выраженный позиционирующий эффект, что В реальных схемах электрогидравлических усилите лей, в которое оно входит, требует установки магнитной или механической пружины для установки ротораэлектро магнита в нулевое положение после снятия сигнала управления. Цель изобретения - создание электромагнита, который Обладает существенным позиционирующим эффектом. Поставленная цель достигается тем что в поворотном электромагните, содержащем цилиндрический.зубчатый ста тор, ротор, включающий в себя два цилиндрических магнитопровода, в средней части каждого из которых выполнена Кольцевая проточка так, что Образуются два торцовых .элемента, две кольцевые обмотки управления, казкдая и-з которых расположена в коль цевых проточках цилиндрических .магни топроводов ротора между торцовыми элементами, и постоянный магнит, раз мещенный между указанными цилиндрическими магнитопроводами, при этом по крайней мере один из двух торцовы элементов каждого цилиндрического ... магнитопровода ротора выполнен зубчатым и установлен с зазором по от ношению к зубцам статора, средняя часть каждого из цилиндрических маг нитопроводов ротора выполнена из немагнитного материала. Второй торцовой элемент каждого цилиндрического магнитопровода ротора и соответствующий ему участок статора выполнены так, что между ними образован равномерный кольцевой воздушный зазор. Средняя часть каждого цилиндрического магнитопровода ротора из немагнитного материала выполнена в виде набора шайб. На фиг. 1 представлена конструк-: тивная схема предлагаемого эл актромагнита; на фиг. 2 - разрезы А-А и В-В,на фиг. 1; на фиг. 3 - разрезы Б-Б и Г-Г на фиг.1; на фиг. 4 - разрезы В-В и Б-Б на фиг. 1 (для повторного варианта электрсмагнита/. Поворотный электромагнит состоит из магнитрпроводящего кольцевого зубчатого статора 1, кольцевых обмоток 2 и 3 управления , соединенных встречно, зубчатого ротора в виде дву} цилиндрических магнитопроводов 4 и 5, укрепленных на магнитном валу б, и кольцевого постоянного магнита 7, размещенного между ними. Средняя часть каждого цилиндрического магниитопровода ротора выполнена в виде набора немагнитных шайб 8 (например, из меди или алюминия, которые образуют позиционирующий зазор 4 в каждом цилиндрическом магнитопроводе. Зубчатые торцы каждого цилиндрического магнитопровода ротора сдвинуты друг, относительно друга по углу на половину ширины зубца, а сами магнитопроводы совпадают по угловому положению (фиг. 2 и 3). Вал ротора вращается в подшипниках 9/ расположенных во фланцах 10. На фиг. 4 представлен разрез по внутренним торцам цилиндрических магнитопроводов ротора второго варианта электромагнита, в котором внутренние торцы цилиндрических магнитопроводов ротора и соответствующие им части статора выполнены без зубцов таким образом,что между ними образованы колы цевые зазоры ,которые выполняют функции позиционирующих зазоров. Во втором варианте электромагнита зазоры .д Могут отсутствовать. ПРИНЦИП действия поворотного электромагнита заключается в следующем. . : При отсутствии тока в обмотках 2 и 3 управления ротор находится в нейтральном положении.Это положение определяется максимальной магнитной проводимостью цепи,образованной цилиндрическими магнитопроводами 4 и 5 ротора , статором 2 и постоянным магнитом 7. В эТрм положении зубцы статора 1 перекрывают зубцы магаитопроводов 4 и 5 ротора по на половину ширимы зубца (фиг. 2 и 3 ). При принудительном вращении ротора возникает востанавливающйй момент, направленный в сторону, противоположную вращению за счет действия магнитной пружины. Магнитная пружина работает следук щим образом.

При повороте ротора проводимость .одно цилиндрического магнитопровода возрастает, а другого уменьшается. Поэтому уменьшается проводимость магнитной система (постоянный магнит маг нитопррвод - статор, - магни топррвод и воз{Л1|(ает воста ёвйивающнй момент M«:(A;j|oi при f (0) О который для углов поворота Ыравных 0,350,4 угловой ширины зубца, являющихся рабочими Имеет линейную зависимость от об. Изменения счет изменения тогацины набора немагнитных ишйб 8, мсякно регулировать жесткость магнитной пружины, т.е. выходные характеристики электромагнита, причем Л, тем больше жесткость магнитно пружины.

При Подаче Toka в обмотки 2 и 3 управления возникают магнитные потоки, которые взаимодействуют с потоком от постоянного магнита. 7,. в ре зульт,ате чего возникаетвращающий на роторе. Ротор вращается до тех пор, пока этот мсмент не уравновесится моментом от магнитной пружины, т.е. электромагнит обладает явно выраженным позиционирующим эффектом.

Для изменения направления вращеQ ния ротора необходимо изменить

направление тока в обмотках управления.J .

Аналогично работает второй вари- . ант электромагнита, показанной на 5 ,Фиг. 4.

Предлагаемый поворотный электромагнит позволяет снизить вес первого, каскада электрогндравлических усилителей и увеличить ресурс его работы.

-A:e-s

-Б:Г-Г

1. ПОВОРОТНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ, содержащий цилиндрический зубчатый статор, ротор, включгиощий в. себя два цилиндрических магнитопровода, в рредней части каждого из которых выполнена кольцевая проточка так, что образуются два торцовых элемента, две кольцевые обмотки уттравления, каждая из которых расположена в кольцевых проточках цилиндрических магнитопроводов poTopia между торцовыми элементами, иПОСТОЯННЫЙ магг чит, размещенный между указ анными . цилиндрическими магнитопроводгиш, при этом по крайней мере один яз двух торцовых элементов каждого цилиндрического магнитопровода ротора выполнен зубчатым и установлен с зазором поотношению к зубцам статора, отличающий тем, что, с целью повьшения позищ онируюцего эффекта, средняя часть каждого из цилиндрических магнитопроводов ротора выполнена из немагнитного материала. 2.Электромагнит по п.1, о т ли Чг а ю щ и и с я тем, что второй торцовой элемент каждого цили11дричёского магнитопровода ротора и соответ ствукедий ему участок статора выполнены так, что между ними образован равномерный кольцевой воздушный зазор. 3.Электромагнит по п.1, о т л и чающийся тем, что средняя часть каждого цилиндрического магнии трпровода ротора из немагнитного материала выполнена в виде набора шайб. f 7 f.i Aj 41/ л«.г

ff-6:8-e