Электромагнит Советский патент 1990 года по МПК H01F7/16 

I

(21)4498454/24-07

(22)22.09.88

(46) 30.07.90. Бюл. № 28

(72) А.В.Гордон, К.В.Костицына,

Ю.А.Александрова и Т.Ф.Скопинцева

(53)621 .318.3 (088.8)

(56)Патент Великобритании № 1238858, кл. Н 1 Р, 1971.

Заявка ФРГ ff 3401598, кл. Н 01 F 7/16, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 826430, кл. Н 01 F 7/16, 1976.

(54)ЭЛЕКТРОМАГНИТ

(57)Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно - к электромагнитным устройствам постоянного тока, применяемым в коммутациона

8858,

кттоянционной аппаратуре. Цель изобретения - повышение чувствительности на протяжении всего хода плунжера и уменьшение габаритов. С этой целью внутренняя поверхность шунтов 6 выполнена ступенчатой формы, ступень размещена со стороны фланца 3, имеет высоту, равную 1-1,3 толщины шляпки плунжера 4, и ее диаметр превышает диаметр шляпки плунжера 4 на величину минимально допустимого зазора.Толщина шунтов 6 со стороны пластины 5 выбрана минимальной технологически допустимой величины. Между фланцем 3 и шунтами 6 размещена прокладка из немагнитного материала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

12 4 Ю 17 6

с 8

(Л

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно - к электромагнитным устройствам постоянного тока, применяемым в коммутационной аппаратуре. Цель изобретения - повышение чувствительности на протяжении всего хода плунжера и уменьшение габаритов. С этой целью внутренняя поверхность шунтов 6 выполнена ступенчатой формы, ступень размещена со стороны фланца 3, имеет высоту, равную 1 - 1,3 толщины шляпки плунжера 4, и ее диаметр превышает диаметр шляпки плунжера 4 на величину минимально допустимого зазора. Толщина шунтов 6 со стороны пластины 5 выбрана минимальной технологически допустимой величины. Между фланцем 3 и шунтами 6 размещена прокладка 8 из немагнитного материала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

///,///

8

ел

оо

IsD tsD

Фиг. 2

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитным устройствам постоянного тока, применяемым в коммутационной аппара- туре.

Цель изобретения - повышение чувст нительности электромагнита на протяжении всего хода плунжера, а также уменьшение габаритов электромагнита.

На фиг.1 изображены графические зависимости тягового усилия Р от рабочего зазора iT (тяговые характеристики); на фиг.2 - электромагнит в исходном состоянии; на фиг. 3 - электромагнит во включенном состоянии.

Электромагнит содержит электрическую катушку 1, магнитопровод,включающий ярмо 2, фланец 3 и плунжер 4, и другой магнитопровод, состоящий из пластины 5 из магнитомягкого материала и шунтов 6, выполненных в виде секторов кольца со ступенью со стороны Фланца 3. Высота ступени каж- цого шунта равна 1-1,3 от шляпки плунжера, а диаметр превышает диаметр шляпки плунжера на величину минимально допустимого зазора. Это обеспечивает максимальную проводимость маг- питного потока и максимальное увеличение тяговой силы.

Толщина шунтов 6 со стороны пластины 5 выбрана минимальной технологически допустимой величины. Проклад- ка 7 из немагнитного материала размещена между фланцем 3 и шунтами 6 и обеспечивает частичное ответвление потока постоянного магнита 8 в шляпку плунжера, а следовательно, увеличение силы притяжения, развиваемой между шляпкой и фланцем.

Между ярмом 2 и плунжером 4 имеется основной воздушный рабочий зазор 9, между плунжером 4 и пласти- ной 5 - дополнительный рабочий зазор 10Э между плунжером 4 и фланцем 3 - нерабочий воздушный зазор 11, между шляпкой плунжера 4 и внутренней поверхностью шунта 6 - нерабочие воздушные зазоры 12 и 13 в исходном положении и в конечном положении плунжера соответственно.

На графике (фиг,1) приняты следующие обозначения: 14 - тяговая характеристика при нулевом токе; 15 - тяговая характеристика срабатывания для прототипа; 16 - тяговая характеристика срабатывания для предлагаемого электромагнита; пути магнитного потока покачаны позициями 17-21.

Меньший диаметр ступени каждого шунта 6 размешен со стороны фланца 3, так как в противном случае большая начальная магнитная проводимость между шляпкой плунжера и шунтами зашунтирует долю рабочего потока, направленного встречно потоку постоянного магнита в зазоре между шляпкой плунжера 4 и пластиной 5 и уменьшит чувствительность и тяговую силу электромагнита.

Длина суженной части плунжера со стороны фланца для создания максимальной проводимости магнитного потока в конце хода плунжера должна быть не менее толщины h ,,, шляпки

ш л

плунжера 4. Если эта длина будет меньше Нщл, т5 проводимость магнитного потока и тяговая сила уменьшатся .

Максимальная длина суженной части зависит от величины хода плунжера, на котором постоянный магнит выполняет функцию возвратной пружины и развивает силу, показанную кривой 14 на фиг.1.

Так как этот ход в электромагнитных коммутационных аппаратах составляет не менее 15% от полного хода &х плунжера, а толщина шляпки плунжера - не менее 65% от этого хода, то длина суженной части плунжера удовлетворяет соотношению

V $х -0,15 0,85Л,

а максимальное отношение длины суженной части к толщине шляпки равно

(Ьу/ЬШл) 0,,15 х 1,3.Если эта величина будет больше 1,3, то чувствительность электромагнита в начале хода плунжера уменьшится ,

Толщину шунтов со стороны пластины 5 выбирают из условий создания оптимальной магнитной индукции в шунте и из конструктивно-технологических соображений.

Электромагнит работает следующим образ ом,

В исходном положении при МДС катуки равной нулю, плунжер 4 притянут к пластине 5 с{ыой потока постоянного магнита, проходящего по пути 17., при этом он создает усилие Ртр тро5Г-,

гания (кривая 14 на фиг.1). При под.ч- чс тока в катушку 1 рабочий магнитный поток, проходя по пути 18,притягивает плунжер 4 к ярму 2, одновременно часть рабочего магнитного потока, ответвляясь по пути 19, действует встречно потоку постоянного магнита в зазоре 10. При этом зазор 12 максимален, благодаря чему большая часть рабочего потока ответвляется по пути 19, обеспечивая высокую чувствительность прп срабатывании электромагнита в исходном положении.

После отрыва плунжера 4 от илас- тины 5 в процессе его перемещения действие потока постоянного магнита на плунжер ослабевает, но одновременно начинает уменьшаться паразитный зазор между шляпкой плунжера и внут- ренней поверхностью шунта вплоть до его минимального значения, определяемого зазором 13. При этом появляется дополнительный путь 20 для потока постоянного магнита, который, складываясь с рабочим потоком, проходящим по пути 21, увеличивает силу притяжения шляпки плунжера к фланцу и, следовательно, суммарную тяговую силу (кривая 16 на фиг.1 расположе- на пыше, чем кривая 15, соответствующая прототипу) и чувствительность электромагнита даже при большой механической нагрузке.

При обесточивании катушки плунжер 4 возвращается в исходное положение под действием силы внешней механической нагрузки.

Предлагаемый электромагнит имеет чувствительность на 20% выше, а мае-

Фиг Л

Q

5 0 5 0

0

5

106

су электромагнита примерно на 10% меньше, чем базовый образец ТКД5030ДС, I Формула изобретения

J6

J

Фие.З