Электромагнитное устройство Советский патент 1981 года по МПК H01F21/06 H01H51/04 

Изобретение относится к электрическим аппаратам и системам управления, например, командоаппаратам систем импульсного управления электродвигателями .

В известных комапдоаппаратах электромагнитов устройство (ЭУ) с управляющим потоком выполняет функции бесконтактного регулирующего элемента в цепи генератора управляющих импульсов.

Известно применение ЭУ в электрических аппаратах, например в дросселях или трансформаторах lH2 , где на трехстержневом магнитопроводе (сердечнике) расположена одна или. несколько электрических катушек. Магнитопроводящая часть поворотного якоря выполнена в виде сегмента цилиндра или Пластины и сопрягается с аналогичной поверхностью магнитопровода.

Изменение индуктивности ЭУ или перераспределение магнитных штоков по стержням магнитопровода осуществляется поворотом якоря, при этом изменяется магнитный поток между центральным и боковым стержнями магнитопровода.

Недостатком указанных ЭУ является невозможность получения разнообразных закономерностей регулирования или перераспределения магнитных пото- ков на одной и той же магнитной системе.

Цель изобретения - создание простого в изготовлении и эксплуатации ЭУ с единым магнитопроводом для дроссельного или трансформаторного исполнения, обладающего в сравнении с известными ЭУ возможностью получения разнообразных закономерностей регулирования.

Это достигается тем, что ЭУ снабжено Ш-образным магнитопроводом, катушками и поворотным якорем, расположенным параллельно плоскости основания магнитопровода, причем ось поворота якоря смещена относительно осей симметрии магнитопровода.

На фиг. 1 - общий вид и трафик изменения индуктивности; на фиг. 2 схема расположения якоря относительно центра его вращения и перемещения якоря относительно сердечников, варианты электрических катушек размещены на сердечниках; на фиг. 3 - графики изменения индуктивности или напряжеПИЯ на катушках в зависимости от перекрытия сердечников якорем фиг.2) на фиг. 4 схема варианта исходного совмещения якоря с сердечниками; на фиг. 5 - графики изменения индуктивности или напряжения на катушках в зависимости от перекрытия сердечни ков якорем фиг.4 на фиг. 6 - вариант изменения формы (контура) якоря, на фиг. 7 - графики изменения индуктивности или напряжения на катушках в зависимости от перекрытия сердечни ков якорем фиг.6. Электромагнитное устройство содер жит неподвижный Ш-образный магнитопровод 1 с одной катушкой 2 или несколькигта катушками 2,2,1 и 2,2 (фиг.2). Ка центральном сердечнике магнитопровода 1 имеется углубление. К торцам сердечников прилагает якорь 3, который при помощи поводка 4 соединен с бабышкой 5. Стопорным винтом б весь узел закреплен на конце приводного вала 7 (например, вала командоконтроллера). Поводок 4 за счет своих пружинных свойств с некоторым усилием прижимает якорь 3 к торцам сердечников магнитопровода 1, обеспечивая прилегание якоря к ним без зазора. При повороте вала 7 якорь 3 перем щается относительно магнитопровода 1 при этом изменяется площадь перекрытия сердечников якорем, а также расположение якоря относительно сердечников. Вследствие этого изменяется индуктивность магнитной системы и картина распределения магнитных потоков, наводимых катушкой при пита нии ее переменным или пульсирующим (импульсным) током. Примерное изменение индуктивности ЭУ дано на графике (фиг.1), где кривой а обозначено изменение индуктивности без коррекции, а кривая б с коррекцией при помощи углубления 8 на торце централ ного сердечника магнитопровода 1. При работе ЭУ в режиме регулируемого дросселя перемещение якоря 3 от носительно сердечников вызывает изме нение индуктивности ЭУ (фиг.3,5 и 7 При работе ЭУ в режиме трансформатора с регулируемым коэффициентом связи по магнитному потоку перемещение якоря относительно сердечников вызывает изменение выходного напряжения катушек 2,1 ц 2,2 (фиг.2,4 и 6) (кривые 2,1 и 2,2 фиг.3,5 и 7) При взаимном расположении якоря 3 и магнитопровода 1 (фиг.4) когда про дольная ось якоря относительно осей симметрии магнитопровода развернуты на некоторый угол р , увеличивается асимметрия кривых изменения индуктивности или напряжения рри повороте якоря на угол od и о(j (2,.2.1, 2.2 - правые и левые ветви кривых графика, фиг.5). При якоре 3 несимметричной формл (фиг.6) достигается выраженная асимметричность кривых изменения инуктивности или напряженная при повооте якоря на угол с и о(( правые и левые ветви кривых 2, 2.1 и 2,2 графика, фиг.7). Вырез 9 (фиг.З) якоря 3 или аналогичное углубление со стороны рабочей поверхности якоря) позволяет получить дополнительную коррекцию кривой изменения индуктивности ЭУ. Изменение расположения якоря 3 относительно центра вращения (фиг.. 2, координаты А и В, точки 0, ОА и OJ приводит в основном к изменению, крутизны кривых изменения индуктивности или напряжения. Так, например, на графике (фиг.З) показано изменение углового диапазона регулируемого параметра (индуктивности или напряжения) в зависимости от величины координаты А (фиг.2), (точки 0.,, 02 и О,) при постоянной координате В . Поджатие якоря к торцам сердечников магнитопровода 1 за счет пружинящих свойств поводка 4 обеспечивает стабильную работу ЭУ с максимальным КПД и малым моментом сопротивления движения, так как усилие поджатия должно лишь скомпенсировать возможный отброс якоря при работе ЭУ в условиях вибрации и тряски, например, на транспортных средствах (электромобили, электротележки и т.д.). Формула изобретения 1.Электромагнитное устройство с управляемым магнитным потоком, содержащее Ш-образный магнитопровод, катушки и якорь, выполненный в виде пластины и расположенный параллельно плоскости основания магнитопровода и установленный с возможностью поворота вокруг оси, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей ось поворота якоря смещена относительно осей симметрии магнитопровода, причем якорь поджат к торцам сердечников магнитопровода с помощью жестко связанного с якорем упругого поводка. 2.Устройство по П.1, о тл и ч аю щ е е с я тем, что между одним из сердечников магнитопровода и якорем имеется зазор, частично уменьшающий площадь их соприкосновения по сравнению с площадью сопряжения двух других сердечников с якорем. .3. Устройство поП., отличающееся тем, что якорь установлен так, .что в положении полного перекрытия им сердечников магнитопровода его продольная ось симметрии расположена под углом к оси симмет58030236

рии магнитопровода, проходящей черезИсточники информсщии,

торцы сердечника.принятые во внимание при экспертизе

4. Устройство по П.1, о т л и ч а- 1. Патент США W 3544939,

ю щ е е с я тем, что конфигурациякл. 336-135, 1971.

якоря в проекции на плоскость его2. Авторское свидетельство СССР

сопряжения с сердечниками имеет несим- ,№ 427403, кл. Н 01 F 21/06, 1974

матричную форму. (прототип).

0.

Фи..2

Фиг. 6