Электромагнит Советский патент 1984 года по МПК H01F7/14 

Изобретение относится к электро аппаратостроению, в частности к поляризованным электромагнитам,которые используют в электромеханических, электропневматических, электрогидравлических преобразователях систем автоматического управ ления. Известен электромагнит, содержа щий двухполюсный поворотньй якорь из магнитомягкого материала с обмоткой управления на нем и сердечник из магнитомягкого материала с двумя парами полюсов и расположенные между ними постоянные магниты lj . Недостатком указанного электромагнита является малый угол поворота якоря (меньше 90). Увеличить угол поворота якоря в данном электромагните невозможно из-за того, что полюсы сердечника и якорь конструктивно вьтолнены таким образом что электромагнитные силы, вызываю щие перемещение якоря, действуют только при малых углах поворота якоря, при этом для фиксации якоря iB крайних положениях необходимо по давать на катушку управления постоянный электрический сигнал. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату является электромагнит j содержащий сердечник,выполненный из магнитомягкого материала с двумя расположенными диаме рально противоположно полюсами и р мещенными на них обмотками управле ния, поворотньй якорь в виде двухполюсного постоянного магнита, сна женный рычагом, и два упора, распо ложенные на корпусе, при этом в крайнем положении якоря рычаг лежи на упоре 2 . Недостатком известного электромагнита является то, что он не обе печивает угол поворота якоря на 180°, так как для создания вращающего момента ось магнитоякоря в крайнем положении должна находитьс под углом к оси полюсов сердечника т.е. угол поворота якоря в известном устройстве всегда меньше 180 . Целью изобретения является расш рение области применения электромагнитов увеличения угла поворота якоря и повышение надежност фиксации якоря в крайних положения 18 2 Указанная цель достигается тем, что электромагнит, содержащий корпус, сердечник из магнитомягкого мате- риала с полюсами, обмотки управления, расположенные на полюсах, поворотный якорь, вьшолненный в виде двухполюсного постоянного магнита, два упора и рычаг, закрепленный на якоре, причем рычаг лежит на упоре,а ось магнита проходит под углом к оси полюсов, снабжен по крайней мере одной пружиной указанные упоры расгположены по разные стороны оси вращения якоря, один конец пружины закреплен на рычаге, другой - на корпусе в плоскости, проходящей через ось вращения якоря перпендикулярно плоскости расположения упоров, а сердечник выполнен с двумя, взаимно перпендикулярньпда парами полюсов. На фиг.1 изображен предлагаемый электромагнит; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.З - вид Б на фиг.1 (без крышки)J на фиг.4 - электромагнит с рабочей пружиной растяжения и управления; на фиг. 5 - механические и тяговые характеристики электромагнита. Электромагнит (фиг.1) содержит корпус 1, вал 2, на котором жестко закреплен якорь 3, выполненный в виде постоянного магнита, сердечник 4 из магнитомягкого материала с двумя парами полюсов 5, оси которых взаимно перпендикулярны, и обмотки 6 управления на них. Обмотки 6 каждой пары полюсов 5 соединены между собой последовательно и согласно. На противоположной стороне корпуса 1, от конца выходного вала 2, расположена пружина 7 растяжения, один из концов которойрасположен на нейтрали и закреплен на щите 8, жестко соединенным с корпусом 1, а второй соединен с рычагом 9. Рычаг 9 неподвижно закреплен на валу 2 якоря 3, а его ход ограничивается упорами 10, расположенными по разные стороны оси вращения якоря 3, причем плоскость, в которой лезшт нейтраль, перпендикулярна плоскости расположения упоров. Возможен вариант выполнения электромагнита с рабочей пружиной сжатия. Работа предлагаемого устройства (фиг.1) основана на взаимодействии 3 в рабочих зазорах мезвду якорем 3 и сердечником 4 магнитных потоков возбуждения и управлений. Магнитньш поток возбз ждения создается постоянным магнитом якоря 3, а поток управления - током, протекающим в обмотках 6 управления, расположен ных на полюсах 5 сердечника 4. В фиксированных (крайних) положениях якоря 3, когда рычаг 9 лежит на одном из упоров ТО, магнитная ос якоря 3 не совпадает с радиальными осями полюсов сердечника 5, что является необходимым условием для создания тягового момента. При подаче напряжения постоянного тока соответствующей полярности на обмотки 6 управления одной пары полюсов 5, например на Hj-K (фиг.4 в соответствующих полюсах 5 сердечника 4 возникает разнополярная намагниченность. В результате взаимодействия магнитного поля постоянног магнита якоря 3 и магнитного поля, создаваемого током, протекающим по обмоткам 6 управления, возникает тяговьй Момент (М) и якорь 3 вмест с рьмагом 9 перемещается к другому упору 10. Зависимости тягового момента (N9), момента пруткины (М,) и момента трения () от угла, «i поворота якоря 3 представлены на фиг. Mq от действия рабочей пружины до пер1ехода ее через нейтраль направлен противоположно тяговому моменту электромагнита, а после перехода через нейтраль - согласно. (При повороте якоря 3 на 135 и выключении обмоток 6 управо 1ения,рабочая пружина 7 дотянет якорь 3 и рычаг 9 ляжет на противоположный 18 упор 10. Таким рбразом, якорь 3 совершит поворот на 180 . Для осуществления реверса якоря 3 необходимо подать напряжение той же полярности на обмотки 6 управления (lln-Ky другой пары полюсов 5. Наличие рабочей пружины, 7 позволяет электромагниту работать в режиме импульсной подачи напряжения на обмртки 6 управления. После отработки команды и снятия напряжения якорь 3 удерживается в соответствующем крайнем положении силой магнитного притяжения и усилием создаваемым рабочей пружиной 7. Это повышает надежность фиксации якоря в крайних положениях при работе электромагнита при внешних воздействиях.(вибрации, удары), а также уменьшается потребление энергии при работе электромагнита в длительном режиме. Предлагаемый электромагнит может найти применение в различных электромеханических устройствах в качестве возвратно-поворотного реверсивного привода (например, в качестве привода переключателей волноводов). По сравнению с известными устройствами предлагаемый электромагнит имеет больший угол поворота якоря, который может достигать 180°. Использование предлагаемого устройства позволит уменьшить количество электромагнитов в возвратноповоротных реверсивных приводах, где требуется поворот исполнительного механизма на угол 180 , примерно в два раза, при сохранении их техййческих характеристик и одновременном снижении массогабаритных показателей.

1117718

А-А

Вид ) ,10

фиг. 2

фиг.З

ЭЛЕКТРОМАГНИТ, содержащий корпус, сердечник из магнитомягкого материала с полюсами,обмотки управления, расположенные на полюсах, поворотный якорь, выполненный в виде двухполюсного постоянного магнита, два упора и рычаг, закрепленный на якоре, причем упоры расположены так, что в крайних положениях якоря рычаг лежит на упоре, а ось магнита проходит под углом к беи полюсов, отличающийся тем, целью расщирения области применения за счет увеличения угла поворота якоря, электромагнит снабжен по крайней мере одной пружиной, указанные упоры расположены по разные стороныоси вращения якоря, один конец пружины закреплен на рычаге, другой - на корпусе в плоскости, проходящей i через ось вращения якоря перпендикулярно плоскости рас оложения (Л упоров, а сердечник выполнен с двумя взаимно Перпендикулярными парами полюсов. vi 00

фиг. и

Ген

f1 12о6,. 20 О 60° 6(f 100 120 lUO 160 1ВО° момент fin MOfienm paSoveH пружины