Электромагнитное приводное устройство Советский патент 1980 года по МПК G01R5/18 

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПРИВОДНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электроизмерительным регистрирующим устройствам и может применяться в быстродействующих самопишущих приборах. Известны электромагнитные приводные устройства, используемые для управления регистрирующим органом в самопишущих приборах, состоящие из постоянных магнитов, создающих поляризующее поле, катушек управления, поворотного якоря из магнито мягкого материала и магнитопровода с полюсами, обеспечивающего прохож дение управляющего и поляризующего магнитных потоков через якорь. L 1 Недостатком указанных устройств является большая динамическая погрешность нетехнологичность конструкции. Наиболее бл.1кэким техническим решением к изобретению является электромагнитное приводное устройство, содержащее постоянные магниты, съемные катушки управления с ферромагнитным сердечником поворотный якорь и статор, образованный из четырех полюсных наконечников, соециненных между собой немагнитным компаундом. Поворотный якорь устройства, совмещенный с противодействующей пружиной и регистрирующим органом, образует электромехан11ческую колебательную подвижную систему 21. Недостатком этого устройства является также низкая точность динамических характеристик: амплитудо-частотной, фазочастотной и переходной. Это обусловлено низкой степенью успокоения колебательной системы.. . Целью изобретения является повышение динамической точности Это достигается тем, что в электромагнитном приводном устройстве, содержащем два постоянных магнита, два магн1ггопровода, каждый из которых имеет два полюсных наконечника, подсоединенных к одноименным полюсам магнитов, обмотки управлен1Щ| расположенные на магнитопроводах, и магнитомягкий якорь, размещенный между полюсными наконечниками, на полюсных наконечниках размещены введенные в устройство демпферные обмотки, соединенные между собой параллельно и согласно или последовательно и согласно. Кроме того, демпферные обмотки через введенный в устройство согласующий элемента- подсоединены к обмот кам управления. На фиг. 1 приведена конструкция электромагнитного приводного устройства на фиг. 2 электрическая схема включения демпферных катушек. Электромагнитное приводное устройст во содержнгг два постоянных магнита 1 и 2, катушки управления 3 и 4, демпфер ные катушки 5-8, каждая иэ которых намотана соответственно на магнитомягкнх полюсных наконечниках 9-12, соеди ненных между собой немагнитным компаундом 13. Съемные катушки управлени надеты на магнитомягкие сердечники 14 и 15, которые крепятся к полюсным наконечникам. Поворотный якорь 16 иа магнитомягкого ферромагнетика помещен в цилиндрическое отверстие, образованно в теле полюсЩ|1х ншсонечников, скреплен ных компаувдом. Демпферные катушки соединены методу собой согласно схеме фиг. 2. Катушки 5-6 и 7-8 на противополож ньюс полюсных ншсонечниках соединены параллельно и согласно. В нейтральном положении якоря магн ные потоки постоянных магнитов Ф замыкаются вдоль якоря. При протекании тока в катушках управления 3 и 4 создаются мах-нитные потоки Фу , кото рые nepecBKatoT якорь в поперечном направлении. От взаимодействия этих пото ков с якорем возникает вращательный момент, который повсфачивает якорь в сторону совпадающих по направлению магнитных потоков. Величина этого момента прямо пропорциональна току в катушках управления: КА. К . Извест но, что динамика подвгшшой системы быстродействующего самошш1ущего прибора описывается диффере-одиальным .уравнением , Jf - момент инерции подвижной системы; & - степень демпфирования; С - жесткость противодействующей пружины т - угол поворота якоря. При движении якоря в каждой из одинаковых демпферных катушек с числом виггков Wd и активным сопротивлением вследствие перераспределения магнитных потоков между полюсными наконечниками наводится ЭДС самоиндукции. Причем,, при отклонении якоря на угол ci НР в полюсных наконечниках, имеющих большее перекрытие с якорем, магнитные потоки от постоянных магнитов увеличиваются на d Ф/ а имеющие меньшее перекрытие - уменьшаются на ту же величину d Ф/ . Магнитные же потоки во всех полюсных наконечниках, обусловленные катушками управления, уменьшаются на d у, вследствие увеличения суммарного магнитного сопротивления рабочих зазоров между якорем и полюсными наконечш1ками. Поэтому в цепи попарно соединенных демпферных катушек наводится ЭДС: e tW -d M-dfpy, ---aw - l. Таким образом наведенная при движешш якоря ЭДС обусловлена только перераспределением магнитного потока постоянных магнитов между полюсными наконечниками и не зависит от изменения магнитных потоков управляющих катушек . Под действием этой ЭДС в цепи демпферных катушек протекает электри- ческий ток, который создает демпферный момент, воспрепятствующий движению якоря. Величина этого момента равна Мй -pJMl i cLP-P d4 WRg «Ро количество витков катушек управлега я; угол перекрытия якоря и полюсных наконечников в нейтральном положении. Вследствие действия этодо демпферного момента увеличивается степень демпфировшшя подвижной системы приводного устройства на величину степени электромагнитного успокоения 6 . Наличие демпферных катушек в устройстве не шгасает чувствительности и не вызывает ополнительных потерь со стороны цепей управления. В устройстве параметры емпферных катушек Wd g выбирают я такими, чтобы результируюш;ее успокоение J5 подвижной системы удовлетворя ло условию -ЦЫ п ь ьо -- 0,707 2.fJC В данных электромагнитных приводны устройствах для быстродействующих само пишущих приборов неравномерность амплитудно-частотной характеристики уменьшается по сравнению с известными с - 40 до + 5% и величина переброса пере ходной характеристики с 15 до 4%. В связи с этим отпадает необходимость в применении специальных корректирующих цепей и усилителей, приводящих к повышению потребляемой мощности и усложняющих конструкцию быстродействующего самопишущего гфибора. Формула изобретения 1. Электрома1нитное приводное устройство, содержащее два постоянных магнита, два магнитопровода, каждый иэ которых имеет два полюсных наконечника, подсоединенных к одноименным по-, люсам магнитов, обмотки управления, расположенные на магнитопроводах, и магнитомягкнй якорь, размещенный между полюсными наконечниками, отличающееся тем, что, с целью повышения динамической точности, на полюсных наконечниках размещены введенные в устройство демпферные обмотки, соединенные между собой параллельно и согласно или последовательно и согласно. 2, Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что демпферные обмотки через введенный в устройство согласующий элемент подсоединены к обмоткам управле шя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 247396, кл. G О1 R 5/14, 1968. 2.Патент ФРГ № 2360845, кл, G О1 R 5/18, 12,06.75.

Фу

. .

Фиг.1