Магнитная система с кольцевым рабочим зазором Советский патент 1977 года по МПК G01R1/16 H01F7/02 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкциям систем на постоянных магнитах, создающих радиальпо направленное магнитное яоле в коль цевом рабочем зазоре, применяемых, например, в электроизмерительных приборах.

Известны магнитные систе.мы, используемые в электроизмерительных приборах, которые выполнены на основе кольцевых постоянных магнитов с плоскими торцами, снабженными матнито.мя1гкой частью для (передачи имагнитных потоков в кольцевые рабочие зазоры 1. Известна магнитная система для создания радиально направленного магнитного ноля в кольцевом рабочем зазоре, состоящая из кольцевого магнита с двумя плоскими торцами, намагниченного радиально, и двух примыкающих к полюсам магнита магнитопроводов из ма|гнитомя1гкой сталп, подводящих магнитные потоки от полюсов магнита к кольцевому рабочему, зазору системы, где размещена катушка 2.

Однако у такой системы сложен магнитопровод: его выполняют в виде составных размещенпых коаксиально колец с перемычками-ступицами. Ступицы при этом укреплены на полюсах постоянных магнитов. В магнитных системах такого типа полюсные наконечники обычно изготавливают точением и фрезерованием; они представляют собой сравнительно дорогостоящие детали.

Цель изобретения - упрощение магнитной системы, улучшение экранировки и уменьшение ее габаритов.

Это достигается тем, что в предлагаемой магнитной системе с кольцевым рабочим зазором, выполненной на основе кольцевого (с плоскими торцами) радиально намагниченного магнита, слабженното ма гнитомягкой частью и магнитно-мягким шунтом, установленпым у одной из сторон магнита, участок из ма1гнитомя1ГКОто материала выполнен в виде двух установленных у полюсов магнита от.резков круглых стальных трубок из магнитомягкого материала, по крайней мере у одной из которых края загнуты со стороны рабочего зазора системы под прямым углом к образу ощей цилиндрической поверхности трубок. В трубке из магнитомягко1го .материала, устаповлеппой у внутренней поверхности магнита, за плоским его торцом, выполнен паз, простирающийся по азимуту всей круглой поверхности трубки так, что образуется магиитнопенасыщенная перемычка.

Кроме того, для улучшения регулировки магнитного поля в рабочем зазоре системы шунт установлен с возможностью пост пательпого смещения вдоль оси магнита и выполнен в виде плоского кольцевого диска, одпа из плоскостей которого параллельна торцовой плоскости магнита, причем шунт имеет центральный трубчатый выступ, находящийся

в контакте с внутренней поверхностью магиитомягкой трубки, устано.вленной у внутренней цилиндрической поверхности магнита.

На фиг. 1 показана магнитная система на основе радиально намагниченного магнита и двух трубчатых магнитопроводов; на фиг. 2 нрнведен вариант магнитной системы; на фиг. 3 изображена цельноэкранированная магнитная система с двумя назами у концов трубчатого магнитопровода.

В магнитной системе, спроектированной на основе кольцевого магнита 1, матнитомя/г,кий участок системы выполнен в виде двух установленных у полюсных цилиндрических поверхностей магнита отрезков круглых стальных магнитомягких трубок 2 и 3. У наружной трубки 2 края загнуты (развальцованы) со стороны рабочего зазора системы под прямым углом к образующей цилиндрической поверхности трубки. У магннтомя1гкой трубки, установленной у внутренней поверхности магнита, выше магнита имеется паз 4, простирающийся но азимуту всей круглой поверхности трубки так, что образуется магнитноненасыщенная неремычка 5.

В кольцевом рабочем зазоре 6 системы создается сильное раднально направленное магнитное поле, в котором (при подаче на нее тока), движется катущка 7, жестко связанная с осью 8 прибора. С катушкой 7 жестко соединена указательная стрелка 9, указывающая нрн перемещениях катушки 7 величины, на которые отградуирована шкала, укрепляемая на развальцованном крае внешней трубки 2 магнмтопровода.

Катушка 7 располагается вокруг отсеченной пазом 4 кольцевой части трубки 3 магнитонровода через паз 10, который простирается вдоль образующей трубки 3 из стали. (Паз 10 помогает превратить ее в пружину, которая, стремясь расшириться, плотно укрепляет и зажимает магнит 1. Магнит выполняют из секторов, что упрощает и удешевляет технологию его изготовления, или в виде согнутого в кольцо кусочка ленты из магнитопласта или магннтоэласта).

Магнитная система, приведенная на фиг. 1, предпочтительна для случая, -кошда необходимо магнитное поле в небольшом но диаметру кольцевом рабочем зазоре. Если нужно магнитное ноле в большом рабочем зазоре, то предпочтительна магнитная система, показанная на фиг. 2. У внешнего диаметра кольцевого магнита 1 установлен магнитопровод 11 в виде отрезка трубки, а у внутреннего диаметра - трубчатый магнитонровод 12, при этом края трубчатого магнитопровода 12 загнуты в сторону рабочего зазора системы.

Приближенные друг к другу концы трубчатых магнитопроводов И н 12 формируют кольцевой рабочий зазор 6 с сильным радиально наиравленным магнитным полем. Передавая в рабочий зазор 6 магнитные потоки с кольцевых полюсов магнита, магнитонроводы 11 и 12 хорошо ограничивают потоки рассеяния

магнитной системы и служат экраном, защищающим от внешних помехонесущих магнитных нолей магнит 1.

У магнитной системы, приведенной на фиг. 2, с целью обеспечения регулировки магнитного поля в рабочем зазоре 6 предусмотрена резьба в центральном канале 1магнитОМЯ;г,кой трубкн 12, установленной у внутренней цилиндрической поверхности магнита 1. Эта резьба

входит в зацепление с резьбой на центральном трубчатом выступе 13 шунта в виде диска 14, плоскость которого параллельна торцовой плоскости магнита 1. При вращении диска 14 шунта он поступательно перемещается относительно торцовой плоскости магнита и резко меняет магнитное сопротивление в районе магнита, регулируя величину магнитного поля в рабочем зазоре 6. Тем самым компенсируется разница в величинах рабочих магнитных полей от прибора к

прибору, вызванная неизбежным разбросом в

свойствах магнитов, возникающим в процессе

их изготовления.

Па основе принципов, изложенных выше,

может быть спроектирована и цельноэкранированная магнитная система с двумя рабочими зазорамн для электроизмерительных приборов, показанная на фиг. 3. У этой системы имеются два трубчатых магнитонровода с

загнутыми краями, два рабочих зазора 6 и соответственно у внутреннего трубчатого магнитопровода 15 два наза 4.

Работает магнитная система, показанная на фиг. 3, так же, как и система, изображенная на фиг. 1, но у нее существенно лучше используется магнит 1, так как потоки рассеяния с части системы (фиг. 1), противоположной рабочему зазору, используются для создания полезного магнитного потока во втором

зазоре магнитной системы. Применение магнитной системы, показанной на фиг. 3, целесообразно, когда необходим прибор с минимальными внещними нолями рассеяния, мешающими нормальной работе соседних элементов электроблока.

Таким образом, в предлагаемой системе проще детали магнитопроводов. Па изготовление магнитопроводоБ в виде отрезков трубок но сравнению с магнитопроводами в известных системах затрата труда примерно в десять раз меньще.

Благодаря предлагаемой форме магнитопроводов обеспечиваются меньшие потери основного магнитного потока с магнита на магнитопроБОДы и между магнитонроводами. За счет этого достигается экономия в весе магнита, т. е. самой дорогостоящей части системы. Уменьшение потоков рассеяния связано

с тем, что магнит намагничен радиально так, что один полюс занимает целиком внутреннюю, а другой полюс - целиком внешнюю круглые поверхности кольцевого магнита. Тем самым исключаются диаметральные потоки

рассеяния с одной части магнита на другую,

неизбежные при диаметральном намагничивании магнита в известной системе.

Формула изобретения

1. Магнитная система с кольцевым рабочим зазором, содержащая кольцевой радиально намагниченный магнит с плоскими торцами с участко.м из матнитомягкого материала, и шунт из магнитомягкого материала, установленный у одной из сторон магнита, отличающаяся тем, что, с целью упрощения системы, уменьшения габаритов и улучшения экранировки, участок из магеитомягкаго материала выполнен в виде двух установленных у полюсов магнита отрезков круглых стальных трубок из ма1гнитомя1гкаго материала, по крайней мере у одной из которых края загнуты со стороны рабочего зазора системы под прямым углом к образующей цилиндрической поверхности трубок, причем в трубке из магнитомягкого материала, установленной у внутренней поверхности магнита, за плоским его торцом, выполнен паз, простирающийся по азимуту всей круглой поверхности трубки

так, что образуется магнитно-ненасыщенная перемычка.

2. Магнитная система по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью улучшения регулировки магнитного поля в рабочем зазоре системы, шунт установлен с возможностью поступательного смещения вдоль оси магпита и выполнен в виде плоского кольцевого диска, одна из плоскостей которого параллельна торцовой плоскости магнита, причем шунт имеет центральный трубчатый выступ, находящийся в контакте с внутренней поверхностью трубки из магнитомягкого материала, установленной у внутренней цилиндрической поверхности магнита.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Арутюнов В. О. Электрические измерительные приборы и измерители. ГЭИ, М.--Л., 1958.

2.Пятин Ю. М. Расчет электрических элементов измерительных приборов. М., «Машиностроение, 1965, с. 148.