ПОВОРОТНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ Советский патент 1973 года по МПК H01H50/16 H01F7/06 H01H3/30 

1

Предложение относится к 0)бласти электромагнитных механизмов и может быть использовано в системах автолштики, гидравлики и пневматики ,в качестве преоб-раЗОвателя эле,ктричаакого сигнала в уаювое перемещение или .в качестве моментного датчика.

Известные поворотные электромагниты, состоящие из ротора, статора, обмоток управления, обмотки возбуждеЕНя и позиционирующей пружины.

Такие электромагниты характаризуются больщи,м моментом инерции ротора и недостаточным электромагнитным мо.ментОМ.

Цель изобретения - уменьшение момента инерции, у.величен-ие электромагнитпого момента, а та,кже получение позиционирующего эффекта в электромагните (без применепия .п,рулшны) и равных углов поворота ротара.

Сущность изобретения заключается в том, что ротор электромагнита выполнен в виде пололо -стакана из немагнитного материала с четырьмя дорожка1МИ на цилиндрической поверхности в виде прямоугольных магнитопроводящих зубцов, раоположепньгх в щахматном порядке и мапниторазобщенных между собой, с количествам зубцов ,в каждой дорож.ке, равным количеству зубцов стато1ра, выполненного из на|ружного статора, состоящего из трех кольцевых дисков, машитосоединенных между собой по наружной поверхности цилиндрическим магнитопроводом, с зуйцами, одинаково по углу рааположе ными на внутренЕих цилиндрических поверхностях, с об|моткой управления из двух встречно включенных кольцевых катушек, размещенных между тремя ди,с.ками, с зубцами двух кольцевых наружных дисков, противолежащими .вдоль оси зубцам на двух крайних дорожках ротора и одинаково по углу перекрывающими их зубцы, при этом средний диск перекрывает вдоль оси две средние дороЖ|Ки ротора, и с зубцами, однаково по углу пербкрываю щими каждую пару зубцов двух

этих дорожек, и внутреннего статора, расположенного внутри полого ротора и состоящего из двух магнитопровадящих стаканов с цилиндр и ч есмой поверхностью, П|роти|во л ежащей двум соседним дорожкал ротора, с обмоткой возбуждения на цилиндрическом сердечни.ке или с цилиндрическим постоянным магнитом, намагниченным вдоль оси и магнитозал1ыкающем оба стакана. Количество зубцов на каждом диаке наружного статора и дорожках ротора равно 360/4, где а - рабочий угол поворота ротора (при щирине зуйца, равной расстоянию между зубцами). На наружных цилиндрических поверхностях двух стаканов внутреннего статбра выполнены зубцы, соБпадакхщие по угловому положению с зубцаМ;И на кольцевых дисках наружного статора. Между сопряженными поверхностяМИ «крайних кольцевых дисков наружного статора и пове(рхностью цилищдрилеского магаито1про вода проложены нема.гнитные про1кладки. Немагнитные зазоры между цилиндрическим матнитопроводом и :край«ими кольцевыми дисками наружного статора по их торцам перекрыты ма гнитапроводящими шунтами, регулировка которых осуществляется с помощью немагнитных прокладок, установленных между ш}нтами и торцевыми поверхностями кольцевых дисков наружного статора и цилиндрического ма-гнитопровода.

На фИГ. 1 показана (конструкция предлагаемого поворотного электро-магнита; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1.

Предлагаемый поворотный электромагнит содержит наружный статор, выполненный из трех кольцевых диюков /, имеющих одинаково по углу расположенные зубцы на внутренних цилиндрических поверхностях и магнитосоединенных между собой по наружной поверхности цилиндрическим магнитапроводом 2. На статоре между д.иска-ми расположены две кольцевые обмотки управления 3. В расточке наружного статора размещен ротор 4, выполненный в 1виде полопо стакана из неДтап-гитного матер-иала с четырьмя дорожками на цилиндрической повер-хнасти в виде прямоугольных магнитопроводящих зубдов, расположенных в щахматном порядке и магниторазобщенных между собой. Количество зубцов в каждой до|рож1ке равно количеству зубцов на статоре. Зубцы двух кольцевых наружных дисков противолежат вдоль оси зубцам на двух крайних дорожках ротора и одинаков10 по углу перекрывают их зубцы. Средний кольцевой диск наружного статора перекрывает вдоль оси д/ве средние дорожки ротора и зубцы, О1дина|ково по углу перекрывающие каждую пару зубцов двух этих дорожек. Внутри ротора расположен внутренний статор, состоящий из постоянного магнита 5, наМапниченстого вдоль оси, и двух магнитопроводящих стаканов 6 с зуйцами на наружной цилин1Дриче1акой таверхности, причем зубцы выполнены совпадающими по угловому положению с зубцами на кольцевых дисках наружного статора. Между поверхностями крайних кольцевых дийков наружного статора и поверхностью цилиндрического магнитопровода проложены немагнитные прокладки 7. Торцевые поверхности крайних кольцевых дисков наружного статора и цилиндрического .магнитапровода перекрыты магнитопроводящими щунтами 5 через немагнитные прокладки 9.

Принцип действия предлагаемого поваротного электромагнита заключается в следующем. Магнитный поток возбужадения, создаваемый постоянным Малвитом внутреннего статора, выходит из левого магнитопроводящего стакана, проходит через воздушный рабочий зазор, две левые дорожки ротора, второй воздушный рабочий зазор, левый и средний кольцевые диски наружного стато1ра и возвращается через цилиндрический маг 1итопровод, средний и правый кольцевые диски наружного статора, через два рабочих воздушных зазора и две opaiBbie дорожки ротора в зубцы правого магнитопроводящего стакана и к постоянному магниту. В результате

этого полый ротор, имеЮ(Щий возможность вращаться вокруг своей оси в подшвпниках, займет положение максимальной магнитной проводи .мости для прохождения патока возбуждения. В этом положении зубцы статора

одинаково по углу перекрывают зубцы ротора на всех четырех дорож1ках. Поворот ротора от этого положения в пределах половины щирины зубца ротора в одну или другую сторону приведет к устремлению всего магнитного потока через левый или правый кольцевой диск и че(рез немагнитные прокладки, что создает противодействующий момент, аналогичный эффекту, получаемому при закручивании пружины. При подключении одной

из обмоток управления возникает магнитный поток, про.ходящий через соответствующий крайний кольцевой диюк наружноло ротора, возцущный р.абочий зазор, дорожку ротора, через два воздущных рабочих зазора и зубцы

магнитопроводящего стакана, через ореднюю дорож1К|у ротора, рабочий воздушный зазор, средний шльцевой диск наружного статора, цилиндрический малнитопровод и немашнитную тракладвду. Поток управления складьшаетоя с потоком воабужденИЯ, в результате чего вовни|кает электромагнитный момент, стремящийся повернуть ротор. На1П равление угла поворота зависит от знака потока управления. Получение равных углав поворота при

равных по величине и проти)ваположных по знаку токах о&мотки управления обеспечивается за счет подбора толщины нем-апнитных прокладок Я которые влияют на величину потсжа управления.

Предмет изобретения

1. Поворотный электромагнит, содержащий зубчатый статор с обмо.тками управления и возбуждения и ротор, отличающийся тем, что, € целью уменьшения момента инерции, ротор выполнен в вдде полого стакана из немагнитнюго материала ic четырьмя дорожками на цилиндр ичеокой поверхности

в виде пря.моуголыньж .малнитсороводящих зубцов, ра1оположен1ных в щахматном порядке и магниторазобщенных между собой, с коли46CTiBOiM зубцов в каждой дорожке, равным количеству зубцов статора, вьшол1ненного из наружного статора, состоя1щего из трех кольцавых дисков, магнитосоединенных между собой по наружной поверхности цилиндрическим магнитапровадом, с зубцами, однаково по углу расположенными на внутренних цилиндричеаких поверхшостях, с об1моткой

управления из двух в-стречнэ включенных кольцавых кЗТушек, раз-мещенных меЖ;:;1у тремя кольцевЫ Ми дисками, ic зубцами двух кольцевых «аружных ДИСКОВ, противолежащими вдоль оси зубцам на двух «райних дорожках ротора и равно по углу перекрывающими их зубцы, при среднем диюке, пераырьивающем вдоль оси |две средние дорожки pOTOipa, и с зубцами, paBiHO по углу перекрывающими 1каждую пару зубцов двух эгих дорожак, и внутреннего статора, рашоложевного внутри полого ротора и состоящего из дв|ух магнитопроводящих Стаханов с цилиидрической .поверхностью .каждого стакала, противолежащей двум соседним дорожкам ротора, с источников магнитодвижущей силы «а цилипярическом сердечнике, магнитозамыкающем оба стакана.

2.ЭлектрОМа;пн1ит по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения момента, количество зубцав на каждом диске нл|руж1ного статора и дорожках ротора ранно 360/4а, где « - рабочий угол поворота ротора, при цгирине зубца, равиой раюстоянню между зубца.ми.

3.Эле1ктром.а1г.нит по ип. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью зиачительпого увеличения мо.мента, на наружных ц илиндричеоких поверхностях двух стаканов внутреннего статора выполнены зубцы, согапаиающие по угловому положению с зубцами на кольцевых дисках наружного статора.

4.Электро-магнит по п,п. 1-3, отличающийся тем, что, с целью получения позиционирующего эффекта, сопряженными цоверхностями крайних кольцевых дисков наружного (Статора и :цоверх1ностью цилиндри1ческаго малнитопрово да проложены немагнитные црокладки.

5.Элактромагнит по пн. 1-4, отличающийся тем, что, с целью получения равных

углов поворота ротора при соответстве;нно равных по величине и противоположных по знаку токах обмотки уцравланця, нема пнитные зазоры между цилиндрическим магеитопроводом и крайними .кольцевыми дисками наружного статора по их торцам перекрыты магнитоп(раводящими щунта ми, регулировка которых осуществлена с помощью немагнитных проклад-OiK, установленных меж|ду щунталги н торцевыми повер хностямп кольцевых дисков наружного статора и цилиндрического .магнитоправода.

А 6illl

-Н -И-Н

- чН-н

Г F Л7

)

Фиг. 2

в 9

7 /

В-Б

Фиг 1

fuz. 3