Импульсный электромеханический преобразователь Советский патент 1991 года по МПК H02K33/00 H01H3/28 

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в ударных механизмах и машинах, предназначенных для технологических целей (дробление горных пород, прессование изделий и

т.д.).

Цель изобретения - повышение КПД посредством согласования инерционных характеристик якоря, электрической цепи катушки и механической нагрузки.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый преобразователь; на фиг. 2 - графики величин, характеризующих переходный процесс при разгоне якоря.

Преобразователь состоит из источника 1 импульсного тока, ключа 2, катушки 3, металлического якоря 4, заполненного дисками 5, которые могут скользить внутри него. Диски 5 отделены друг от друга и от торцов контейнера упругими проставками 6.

Преобразователь работает следующим образом.

После замыкания ключа катушка 3 подключается к источнику 1 импульсного тока (например, заряженной конденсаторной батарее). Начинается разряд батареи через катушку соленоида Электромагнитная сила, действующая на якорь 4, ускоряет его незао

VI 4 00

О 00

висимо от заполняющих ее элементов в силу гого, что диски 5 могут скользить внутри якоря 4. Якорь 4 разгоняется и начинает сжимать упругую проставку, отделяющую задний торец якоря 4 от ближайшего к нему диска 5 в его полости. По мере сжатия диск вовлекается в движение и общая масса подвижной части возрастает. При этом диск начинает сжимать следующий упругий элемент и вовлекает в ускорение очередной диск. Таким образом, масса подвижной части -возрастает ступенчато, пока не будут вовлечены в движение все диски 5.

При выходе якоря из зоны взаимодействия с соленоидом, когда его движение становится равномерным за счет разжимания упругих проставок расстояние между дисками 5 принимает исходное значение. При ударе якоря 4 в механическую нагрузку процесс развивается в обратном порядке. Сжимая упругие проставки 6, диски 5 поочередно передают свою кинетическую энергию якоря 4 и через него нагрузке. Таким образом, может быть достигнута заданная технологическими требованиями продолжительность силового воздействия якоря на механическую нагрузку.

Графики, приведенные на фиг. 2, позволяют объяснить причину повышения эффективности энергопреобразования при разгоне по сравнению с прототипом. При подаче в катушку 3 импульса тока, график которого изображен кривой А, якорь преобразователя разгоняется так, как показано на кривой В. Начальный ее участок соответствует разгону контейнера при неподвижных элементах внутри него. По мере того. как диски поочередно становятся присоединенной массой по отношению к контейнеру, происходит многократный процесс снижения и последующего набора скорости при поочередном вовлечении остальных ди0 сков в движении. В итоге процесс разгона якоря характеризуется более высоким средним уровнем скорости по сравнению с движением монолитного якоря (кривая С). Это обуславливает более эффективное преобра5 зование электрической энергии в механическую, так как относительная роль джоулевых потерь с ростом скорости снижается.

Формула изобретения

0 Импульсный электромеханический преобразователь, содержащий катушку, подключенную к источнику импульсного Тока, и подвижный якорь, выполненный из электропроводящего материала, отличающий5 с я тем, что, с целью повышения КПД посредством согласования инерционных характеристик якоря, электрической цепи катушки и механической нагрузки, он снабжен дисками, отделенными упругими про0 ставками друг от друга и от торцов якоря, размещенными внутри якоря, выполненного в виде полого электропроводящего контейнера.

S

г

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в ударных механизмах. Цель - повышение КПД посредством согласования инерционных характеристик якоря, электрической цепи катушки и механической нагрузки. Преобразователь содержит источник 1 импульсного тока, ключ 2, катушку 3, якорь 4 с дисками 5, разделенными упругими проставками 6. Поеле замыкания ключа 2 катушка 3 подключа ется к источнику 1 импульсного тока Электромагнитная сила, действующая на оболочку якоря 4, ускоряет ее независимо от заполняющих ее дисков, в силу того, что диски 5 могут скользить внутри якоря Якорь ускоренно разгоняется и сжимает упруже элементы 6, поочередно вовлекая в движение диски 5, таким образом, масса подвижной части возрастает ступенчато. При выходе якоря 4 из зоны взаимодействия с соленоидом 3, когда его движение становится равномерным, расстояние между дисками 5 принимает исходное значение При ударе якоря 4 о механическую нагрузку процесс развивается в обратном порядке, диски 5 передают накопленную энергию поочередно. Увеличение средней скорости при разгоне и распределение передачи энергии во времени позволяют согласовать инерционные характеристики и увеличить КПД преобразования. 2 ил. СП С

М

U(t)

Фаг. 2