Электромагнитное коммутационное устройство Советский патент 1981 года по МПК H03K17/80 

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ КОММУТАЦИОННОЕ

I

Изобретение относится к области электротехники, в частности к коммутаторам электрических цепей, и может найти применение в системе управления различных отраслей техники.

Известно электромагнитное коммутационное устройство, содержащее два ферромагнитных сердечника с рабочей обмоткой, обмотками улравлеиия и обратной связи и выпрямительиый мост 1.

Однако известное устройство коиструктивио сложно и недостаточно надежно.

По техннческой сущности к изобретению наиболее близким является электромагиитное коммутационное устрюйство, содержащее магиитомягкий ферритовый сердечник с отверстиями и обмотками, первые выводы которых подключены- к шине источника переменного напряжения, а вторые выводы к соответствующим нагрузкам, и подвижный управляющий постоянный магнит 2.

Однако и это известное устройство относительно сложно и недостаточно надежно. УСТЮЙСТВО

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение.

Для этого в электромагнитном коммутационном устройстве, содержащем магкитомягкий ферритовый сердечник с отверстиями и обмотками, первые выводы которых подключены к тине источника переменного напряжения, а вторые выводы - к соответствующим нагрузкам, и подвижный управляющий постоян10ный магнит, магнитомягкий ферритовый сердечник выполнен в виде кольца, в стеиках которого равномерно расположены отверстия равного диаметра, причем обмотки расположены в соответствующих отверстиях иа боковых

15 стержнях с одной стороны кольца, подвижный управляющий постоянный магнит размещен с противоположной стороны полюсами против центральных стержней кольца, а длина подвюк ного управляющего магнита кратна расстояшсю

20 между соседними центральными стержнями.

На фиг. 1 и 2 представлена схема конструкции с радиальными отверстиями в двух проекциях; на фиг. - схема ее развертки. Устройство включает в себя кольцевой сердечник 1 из магнитного феррита с центральными стержнями 2 и боковыми стержнями 3, образующими замкнутые ячейки вокруг отверстий. Боковые стержни 3 образуются бо ковыми сторонами сердечника 1. На боковых стержнях 3 одной стороны сердечника установлены рабочие обмотки 4al-4s.6 (например, для шести цепей управления) включенные последовательно с коммутирующими нагрузками 5.1-5«6, Вдоль противоположной боковой стороны сердечника установлен подвижный постоянньга магнит 6, перемещающийся вдоль упомянутой противоположной стороны сердечника. Постоянный магнит 6 имеет длину, равную расстоянию между соседними центральными стержнями или кратную ему. В целях магнитной фиксации постоянный магнит целесообразно располагать полюсами против центральных стержней сердечника. Рабочие цепи устройства питаются от источника переменного тока - и (щина 7). Работает устройство следующим образом. При расположении управляющего постоянного ммтшта 6 вдоль бокового стержня 3 последний насыщается потоком Ф, ,„ и рабо . ЦОС чая обмотка 4-3 не имеет возможности закономерно перемагничивать свою ячейку. Вследствие этого эта обмотка не обладает реактивным электрическим сопротивлением и ток в нагрузке , 5вЗ имеет максимальную величину, т.е. нагрузка включена. Активное сопротив ление обмотки 4.3 мало и практически не влияет на уровень тока нагрузки. Остальные боковые стержни при этом Ие насыщет.1 и они знакопеременно перемагничиваются работи ми потоками Ф, развиваемыми соответствующими рабочими обмотками 4-1-4 6. Эти рабочие обмотки обладают реактивным и полны электрическим сопротивлением, что определяет минимальную величину токов в соответству ющих нагрузках (ток холостого хода). Нагрузки .5«1, 5е2, , 5.5 и 5г6 выключены. Ввиду того, что в центральных стержнях при равных нагрузках существуют равные встречные потоки, например Фр S ипи плцентральные стержни не перемагничиваются и в сердечнике существует только общий рабочий поток Фр, охватьшающий боковые стер ни всех ненасыщенных ячеек (сплошные стрел кн Фр). Это существенно повышает магнитн)г проводимость отдельной ячейки, что увеличивает реактивное электрическое сопротивление рабочей обмотки, а следовательно снижает ток холостого хода в нагрузке. Вследствие этого улучщаются коммутационные способности устройства по сравнению с устройствами, набран ными на отдельных известных ячеек. Так, например, для центральных и боковых тержней равной длины для одной отдельной чейки индуктивность рабочей обмотки 4-6 авна де G - магнитная проводимость сердечника; о - магнитное сопротивление стержня сердечника; WP - число витков рабочей обмотки. Для ашшогичной одной ячейки общего сердечника при одной включенной цепи нагрузки шщуктивность рабочей обмотки равна 2./. Mi jy (м- 1) ,. .. р. -R 1(мИ)+2 () - -АСТ где п - число обьединенных ячеек в сердечнике. Например, сердечник с шестью ячейками имеет индуктивность рабочей обмотки ЬрХ(,7Ьр. При перемещении управляющего постоянного магнита к боковому стержню другой ячейки последний нась1щается, а боковой стержень последующей ячейки размагничивается. Это прИ водит к вьпслючению ранее включенной и включению следующей цепи нагрузки. При выполнении постоянного магнита по длине, равной краткому расстоянию между соседними центральными стержнями сердечника осуществляется включение одновременно нескольких соседних цепей нагрузок. При необходимости подачи на нагрузку постоянного тока в цепи нагрузок должны включаться выпрямители. Рабочий эффект достигается поочередным насыщением боковых стержней сердечника уп равлягащим псютоянным магнитом, перемещающимся вдоль боковой стороны сердечника с поочередными расположенными рабочими обмотками на его противоположных боковых стержнях. Магнитная фиксащш управляющего постоянного магнита достигается расположением его полюсами против центральных стержней. Таким образом, предложенное устройство прт относительной простоте отличается высокой надежностью. Формула изобретения Электромагнитное коммутационное устройство, содержащее магнитомягкий феррктовый

сердечник с отверстиями и о6мотка1 ш, первые выводы которых подключены к шине источника переменного напряжения, а вторые выводы-к соответствующим нагрузкам, и подвижный управляющий постоянный магнит, от личающееся тем, что с целью упрощения устройства н повьпиения его надежности, магнитомягкнй ферритовый сердечник вьшол иен в виде кольца, в стайках которого рйвномерно расположены отверстия равного диаметра, причем обмотки расположены в соответствующих отверстиях на боковых стержнях с одной стороны кольца, подвижный управляющий постоянный магнит размещен с противополож

ной сторсжы полюсами напротив центральных стержней кольца, s длина подвижното ytipaBляющего постоянного магнита кратна расстоянию между соседними центральнымистержнями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Аранович Б. И. и др. Электромагнитные устройства автоматики. М., Эиергия, 1965, с. 306, рис. 3-4.

2.Сотсков Б. С. Учебное пособие по курсу

, Магнитные элементы вычислительных машин, ВЗЭИ, с. 58, рнс. 11, 326 (прототип).

г фиг,1 .

6

uj.Z

ш

|/г1 -й -Ч -у. i-d.

№- П/-/