Магнитоэлектрический преобразователь Советский патент 1981 года по МПК H02K33/16 

(54) МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к преобразователям, преобразующим электрический сигнал в пропорциональное его величине перемещение, якоря, а в частности к преобразователям с качательным и возвратно-поступательным движением якоря. Известен электродвигатель с возвратно-поступательным движейием вращающегося у зла, содержащий ротор выступающей частью и статор с обмоткой, имеющей более Двух фаз, отделенных одна от другой на электрический фазовый угол fl. Возвратно поступательное движени подвижного узла вызывается импульсными сигналами, которые подаются ра дельно в обе фдзы обмотки статора. Такой двигатель обеспечивает углово перемещение ротора. Однако в ряде случаев такой двигатель не может быть использован, например в системах, где питан-ие ос ществляется постоянным напряжением и где требуется получить угол повор та, пропорциональный величине управ ляющего сигнала. Кроме того, такой двигатель имеет большую удельную потребляемую мощность, что также ограничивает область его применения. Известен также магнитоэлектрический преобразователь, содержащий якорь, обмотку управления и два постоянных магнита, снабженных магйитопроводами с полюсиыми наконечниками (.2. Такой, преобразователь за счет наличия постоянных магнитов (создающих магнитный, .поток возбуждения) имеет меньшую удельную (на единицу) создаваемого момента) потребляемую .мощность и при питании постоянным сигналом управления срабатывает угол, пропорциональный величине сигнала управления. Однако обычно такие преобразователи используются на рабочие углы поворота якоря не более ±2 fS, С увеличением угла поворота до удельная эффективность таких преобразователей резко снижается. Это объясняется тем, что для перемещения плоского якоря внутри катушки на большой угол требуется большое -свободное окно, т.е. возрастают габариты преобразователяi Кроме того, резко увеличивается средняя длина витков обмотки, что определяет

возрастание потребляемой мощности и снижение удельного момента. Целью изобретения является повьшение удельного момента магнитоэлектрического преобразователя.

Указанная цель достигается тем, что якорь выполнен в виде магнитопроводящего стержня, охваченного упомянутой обмоткой управления, и с обоих концов его закреплены магнитопроводящие пластины, продольные оси которых параллельны, а противоположные стороны по продольной оси закруглены, при этом полюсные наконечники, относящиеся к одному из упомянутых постоянных магнитов, прилегают к одной из пластин якоря, а полюсные наконечники, относящиеся к другому постоянному магниту, прилегают к другой пластине якоря,

.На фиг.1 изображен предлагаемый магнитоэлектрический преобразователь; на фиг.2 распределение магнитных потоков в магнитной системе преобразователя.

Магнитоэлектрический преобразователь выполнен следующим образом. Поворотный якорь преобразователя сотоит из двух магнитопроводящих пластин 1, соединенных магнитопроводящим цилиндрическим стержнем 2. Якорь может вращаться в подшипниках немагнитного корпуса (на чертежах не показаны). Якорь охватывается обмот кой 3 управления, закрепленной к двум магнитопроводам 4, между кото.рыми установлены два постоянных магнита 5. Магнитопроводы крепяться к корпусу, полюсные наконечники магнитопроводов образуют рабочие воздушные зазоры с пластинами якоря.

Предлагаемый магнитоэлектрически й преобразователь работает следующим образом.

При нахождении якоря в нейтральном положении (фиг.2) магнитный поток Ф- каждого из постоянных магнитов замыкается через полюсный наконечник одного магнитопровода, воздуный рабочий зазор, пластину якоря, второй воздушный зазор, полюсный наконечник второго магнитопровода. Пр подаче управляющего сигнала в обмотку управления возникает магнитный поток Ф., который проходит по цилиндрическому стержню, разветвлется в пластине якоря, проходит через воздушные рабочие зазоры, Магнитопроводы, и замыкается через вторую пластину якоря. При этом в одних рабочих воздушных зазорах происходит суммирование потока управления фу и потока возбуждения Ф, а в двух других рабочих воздушных зазорах вычитание указанных магнитных потоков. Возникает усилие, стремлящееся повернуть якорь в направлении стрелки. Поворот якоря происходит до положения, когда магнитная инг дукция во всех рабочих зазорах будет одинаковой.

При перемене полярности управляющего сигнала поток управления Фу меняет направление на противоположное. Суммирование магнитных потоков Фр И-ФУ происходите в противоположных зазорах) якорь в згом случае поворачивается в противоположную сторону.

Такая конструкция магнитоэлектрического преобразователя позволяет получить большие углы поворота якоря (до ±43) при соблюдении линейной зависимости угла поворота от величины управляющего сигнала. При этом,

0 так как обмотка управления охватывает только цилиндрический стержень якоря, ее размеры не зависят от величины угла поворота якоря, средняя длина витка обмотки получается минимальной, чтр в свою очередь обеспечивает получение минимальных габаритов/ снижение потребляемой iMomaocTH, повышение удельного (на единицувеса и iiOTребляемой мощности) момента.

Формула изобретения

Магнитоэлектрический преобразователь, содержащий якорь, обмотку управления и два постоянных магнита, снабженных магнитопроводами с полюсными наконечниками, отличающийся тем, что, с целью повышения удельного момента, якорь

выполнен в виде магнитопроводящего стержня, охваченного упомянутой обмоткой управления, и с обоих концов его закреплены магнитопроводящие

пластины, продоЯьные оси которых

параллельны, а противоположные стороны по продольной оси закруглены, при этом полюсные наконечники, относящиеся к одному из упомянутых постоянных магнитов, прилегают к одной из пластин якоря, а полюсные наконечники, относящиеся к другому постоянному магниту, прилегают к другой пластине якоря,

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

I

./

//// f

.г

OOQ

-0 -0