Электромагнит со встроенным выпрямителем Советский патент 1987 года по МПК H01F7/18 

1зе)б|)стгп111 относится к элс1.,;;и1-;( и может быт, нспо.льзонаио д.ля раз. 111чыь, э.лсктромагпитных механизмов, например ре- .п( контактрров, вибраторов.

Цель изобретения - уве.:1иченне КПД и {)беснечение регулирования тяговой силы.

На фиг. 1 показана принциниа.льиая схема устройства; на фиг. 2а - осциллограммы напряжений токов па осног ных эле- Meirrax схемы и амплитуд (си./1Ь тяги) колебаний вибратора при включении обмоток для формирования переменного знаконосто- япного основного магнитного потока в маг- иитонроводе; на фиг. 26 - осциллограммы напряжений токов и амплитуд колебаний вибратора при включении обмоток для формирования знакопеременного основного магнитного потока.

лект)омагн11т со встроенными выпрямителями содержит две обмотки 1 и 2, два дио; 1.а 3 и 4, источник 5 переменного нааряжения, неременный резистор 6. Обмот- кн 1 и 2 расположены на магнитонро- воде 7, который установлен с зазором относительно якоря 8 посредством уп1)угих эле- vieirroB 9. Обмотки 1 и 2 могут быть включены встречно и согласно, жесткость упругих элементов 9 в случае тягового элект- ромагпита меньнте силы электромагнитного притяжения, а в случае электромаг нитного вибровозбудителя - бо, 1ыпе намагничивающих сил в любом положении якоря и обуславливает собственную частоту колебате.П:.- ной механической системы, равную удвоенной частоте переменного напряжения источника питания.

На фиг. 2а представлены осни.члограммы 1()--18 напряжений токов и а.мплитуд колебаний вибратора, а на фиг. 26 - ос- 1иллограммы i9--27 панряжоний токов и амплитуд колебаний вибратора.

Электромагнит со встроенным выпрямителем работает следующи.м образом.

В полупериод ЭДС источника 5, соответ- ствуюншй проводимости диода 4, основной ток протекает через обмотку (рабочую) 1 и диод 4, а Б обмотке 2 (нерабочей) при- с утствует дополнителып 1Й (неосновной) ток, вызванный ЭДС взаимоиндукции и самоиндукции (наведенные ЭДС.), а в другой нолу- период ЭДС источника 5, соответствующий провсхчнмостн диода 3, основной TCJK нроте- ч аст обмоч ку (рабочую) 2 и диод 3, а ;( обмотке 1 (нерабочей) присутствует допо.. ток (пеосновной), вызвап- libu i :-)ДС взаимоиндукции и самоиндукции I . ;v. Hiii)4- ЭД(Д . И 1иу;1ьсы тока (эормиру- от :vi;p-; iri ;|;г но.пе п маг|ц;тонр(1во. и соз- даниисс м:-i a:1lнч inaюIциe силы, и1з1зынак - iii,;:c 1ри якоря 8 к магнптонроиол - 7, 1:р1)д;) CH/iy ун|)т:г .юмептов 9.

.aiiiU llMOC ГЦ от того. s;iK

1;; ТПГЧГ i-i. iH .чч i; гч ilia ;Н ч11Ма раГгогы

5

0

0

0 5

0

5

5

0

та в назначения электромагнитного вибровозбудителя, причем первый режим относится и к тяговым электромагнитам, контакторам и реле.

Если одни одноименные выводы обмоток I, 2 и однополярн:.;с нолюса (аноды) ди- одоп 3. 4 со(:;л,ин(иь через неременный резистор 6 (ос 1илло1-1;аммы фи1- 2), то па- раллс льно и coi .iaciio соединенные конту)ы для протекапи OCHOBHOIO гока через источник 5 создают знаконостоянн ,1Й неременный но амплитудному значению основной магнитный ноток, а ;1ос. 1е., 1Ь ю-встречно вк.лю- ченные обмо 1ки 1, 2 чере; не;Х менн. резистор 6 в каждой из |{С рабо : 1ч об.моток в соответствук н.ий н,ол у период вследствие нротивопо.ложпо панрав.:1ен1 ых Э/.С. взаимоиндукции и саWOMHд К1 ;1И прогг кает неосновной (отрицательный; ток, с очдаю ций величину этого (отрнн,агг ibiioro) тока, и он- |)еделяет значение вк.мк;-к-|Ц ого соиоотивле- ния переменного резистг-ра 6 ; омическое сопротивление обмоток 1, 2. В каждой из обмоток 1 или 2 положительный ток протекает в иптервале времени, большем полу- нериода напряжения сети, причем -в начальной части ток обсуловлен взаимоиндукции, далее основной ток --- за сче ЭДС сети, а в конечной частиЭДС самоиндукции. Основные импульсы тока Б О бмот- ках 1 и 2 образуют однонаг рав.ленную- и перемешгу Ю но ве.личине намагничив 1К) силу, переменная составляющая которой имеет ч.астоту в два большую часто- Tiji синусоид.ы ист очника гцгтания. Увеличе- 1те fумеиьщен.ие) вк.чюченного значения со- нрот ивлсния пср/еменног о резистора 6 соответствует умеи1Д11ению (увеличению) величи- ТЦ} отрицательно -о Toi;g IS каждой из обмоток и, след,озате. 1ьпо. увеличению (уменьшению) намаг 1 Тчнва)Ощей силы э-чектромаг- нита,. а степень уменьшения (у зеличения) этого о- -рицательного фактора носит характер во;)можности регу.дировапия си.лы тяги.

1:сли одни разноиме;1ные выводы обмотчж 1 и 2 и од TIO полярные по.тюса (аноды) д,иодов 3. 4 соединены через неременный резистор 6 (осциллограммы па фиг. 26), то параллельно и встречно соединенные контуры для протекания основного тока через источник 5 создают зпакопеременный и неременный но амнлитудному значению основной магнитн1) ноток, а тюследовательно- сог ласно Т1к.лючеппые обмотки 1, 2 чер(з пере.ментн 1Й резис тор 6 в каждой из тера- бочих обмоток в соответт/гвующий полупериод вследствие однонаправленных ЭДС 1 заимоиндукции и самоиндукции протекаеч неосновной ток, создающий .магнитный поток, нро -ивоцоложпый основному потоку и :511ячи-те,л1;но занижаюнитй значение последне го. Основные иля1у,льсь тока в обмотках 1 ii 2 формируют зпакопере.менный ноток, обус.л а вливающий часто : ко.леоаний переменного ч силия. действуюнкто па якорь 8,

в два раза больше частоты переменного тока источника 5 питания. Функциональность переменного резистора 6 аналогична предыдущему режиму.

/Хля средни.х и малых амплитуд механических колебаний электромагнитного вибра- тора целесообразен режим со знакопостоянным магнитным потоком в магнитопроводе (при этом присутствует значительная величина постоянной составляющей тока в обмотках, ограничивающее получение больших ам- плитуд колебаний вследствие уменьшения среднего статического зазора между якорем 8 и магнитопроводом 7), а для больших амплитуд колебаний вибратора в ущерб энергетических показателей применяется режим со знакопеременным магнитным потоком в магнитной цепи. Дополнительно следует отметить, что номинал переменного резистора может быть равным 5-кратному омическому сопротивлению обмотки 1 или 2.

D

В качестве примера представляются осцилограммы токов и напряжений на элементах схемы и амплитуды механических колебаний электромагнитного вибратора, зафиксированных на двухлучевом осциллографе (просматриваются софазность кривых в каждом столбце), которые отображены на фиг. 2а (режим со знакопостоянным магнитным потоком 10-18) и фиг. 26 (режим со знакопеременным магнитным потоком 19-27), в которых непрерывными линиями показаны кривые при максимально включенном значении переменного резистора, а прерывными - при значении, равному нулю (прототип). При этом напряжения Но и UK на диаграмме 10 значительно меньше, чем на диаграмме 19, однако они отображены в одинаковых величинах, поэто- му сравнивание кривых на фиг. 2а и фиг. 26 может иметь качественный характер, а значения токов и напряжений в каждом из столбцов (фиг. 2а или фиг. 26) имеет также количественный характер.

Указанное не относится к кривым амплитуд колебаний 18 и 27, которые отображены равными соответственно их изображениям, т. е. вибраторы при номиналь

0

5

0

ном значении переменного резистора имеют равные амплитуды колебаний в обоих режимах. Из предоставляемых кривых наиболее показательны кривые токов в обмотках 13, 15 и 22, 24, где показано снижение дополнительного тока в обмотке в нерабочий полупериод при увеличении включаемого значения переменного резистора.

Таким образом, при встречном и согласном включении обмоток электромагнита присутствие переменного резистора в цепи регулирования токов от наведенных ЭДС обуславливает уменьшение противоположного магнитного потока, создаваемого каждой обмоткой в ее нерабочий полупериод, относительно основного магнитного потока, создаваемого рабочей обмоткой в этот полупериод синусоиды напряжения источника питания. При этом величина сопротивления определяет уровень минимизации токов «т наведенных ЭДС, формирующих противоположный основному магнитный поток, возможность регулирования силы тяги электромагнита.

Предлагаемый э. ектромагнпт по сравнению с прототипом позволяет увеличить КПД за счет возможности С1 ижения до минимума значений токов, создающих противоположный основному магнитный поток; обеспечить возможность регулирования силы тяги электромагнита путем регулирования значений токов от наведенных ЭДС.

Формула изобретения

1.Электромагнит со встроенным выпрямителем, содержащий две обмотки и два диода, одни одноименные электроды которых подсоединены к выводам для подключения источника питания переменного тока, а выводы каждой из обмоток подключены к разноименным электродам этих диодов, отличающийся тем, что. с целью увеличения КПД, в него введен резистор, включенный между другими одноименными полюсами диодов.

2.Электромагн т по п. 1, отличающийся тем, что в нем использован переменный резистор.

фиг. г

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для различных элект.ромагнитных механизмов, например реле, контакторов, вибраторов. Целью изобретения является увеличение КПД и обеспечение регулирования тяговой силы. Плавное регулирование тяговой силы (амплитуды колебаний вибратора) электромагнита переменным резистором, включенным в цепь регулирования дополнительных токов от наведенных ЭДС в обмотках, достигается путем регулирования степени влияния противоположных магнитных потоков на основной. Электромагнит содержит две обмотки 1 и 2, два диода 3 и 4, источник переменного тока 5 и переменный резистор 6. Обмотки 1 и 2 размещены на сердечнике 7, расположенном с зазором относительно якоря 8 посредством упругой подвески 9. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. i со N СО 05