Магнитоэлектрический преобразователь Советский патент 1982 года по МПК H04R11/00 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к преобразова елям, предназначенным для преобразования энергии злектрического тока в перемещение подвижного якоря.

Известны магнитоэлектрические преобразователи/ предназначенные для получения небольших перемещений или моментов Вблизи нейтрального положения выходного элемента, пропорционапъяых величине управляющего сигнала в KOTOi oc внутренняя полость (магнитная система ) герметично отг делена от зоны перемещения рабочего органа (выходного элемента) при помощи тонкостенной гибкой трубки 1 и 2 .

Однако такая трубка является сложным в изготовлении элементом, так как для обеспечения ее работы предъявляются жесткие требования по чистоте поверхностей и равномерности толщины стенки. Это.снижает нёшежность преобразователя и ограничивает ресурс работы.

Известен электромагнитный моментный преобразосатель, содержащий корпус, два магнитопровода, два полюсных наконечника, два постоянных магнита, якорь, подвешенный на плоской мембране, разделяющий полости стакан, обмотку управления, охватываиощую якорь, наружный кожух. Мембрана, на которой подвешен якорь, существенно проще и надежнее, тонкостенной трубки 3 .

Однако центр вргицения якоря, обусловленный (лембраной, вынесен за

10 пределы магнитной системы преобразователя. При этом, так как усилия, развиваемые в паре рабочих зазоров, более удаленных от центра вргицения, противоположны ло направлению уси15лиям, развиваемым в паре рабочих зазоров, близлежащих к центру вращения, общий момент, развиваемый преобразователем, существенно снижается. Кроме того, обмотка управления

20 имеет большую среднюю длину витка, что обусловливает повышенную потреб ляёмую мощность.

Цель изобретения - снижение габаритов и потребляемой мощности магни25тоэлектрического преобразователя, повышение удельного момейта и упро(цение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в магнитоэлектрическом преобразо30вателе;., содержащем два магнитопровода, два полюсных наконечника, постояйный магнит, oб 4oтки управления, якорь, мембрану, магнитопроводы выполнены в виде колец, одно из которых соединено с сегментообразными полюсными наконечниками при помощи постоянного кольцеобразного магнита, а другое - при помощи двух магнитопровОдящих стержней с расположенными на них обмотками управления, при этом якорь соединен магнитопроводящей мембраной с магнитопроводом, на котором закреплен постоянный кольцеобразный магнит.

На фиг.1 и 2 представлена конструкция предлагаемого магнитоэлектрического преобразователя.

Преобразователь содержит кольцевой магнитопровод 1, на котором закреплен кольцевой постоянный магнит 2. К постоянному магниту укрепле ны два полюсных наконечника. 3, выполненных в виде сегментов и соединенных мехсду собой двумя вставками 4 из немагнитного материала. ЯкОрь 5 крепится к магнитопроводу 1 при помо щи кольцевой мембраны 6. Магнитная цепь управления образована двумя магнитопроводящими стержнями 7, соединенными с полюсными наконечниками и с кольцевым магнитопроводом 8. На стержнях расположены обмотки управлеления 9. Преобразователь закрыт круглой крьшкой 10. закрепленной на полюсных наконечниках. Все детали преобразователя, кроме крышки 10, вставок 4 и обмоток 9, выполнены из магнитопроводящего материала.

Магнитоэлектрический преобразователь работает следующим образом. При подаче тока в обмотки управления возникает магнитный поток управления Ф, который замыкается через левый стержень, полюсный наконечник, рабочий зазор б, якорь, рабочий зазор б, правый стержень и через коль цевой магнитопровод 8. При этом поток управления взаимодействует с магнитным потоком постоянного магнита Ф, который, выходя из северного полюса магнита, замыкается через пол-юсные наконечники, рабочие зазоры б и 6,j,/ Тело якоря, через паразитный зазор 63 и через мембрану на южный полюс магнита. При направлении магнитных потоков, показанном на фиг.1, происходит суммирование потоков Ф( и Фр в зазоре б и вычитание в зазоре б.. При этом возникает усилие, перемещающее верхний коней якоря в сторону зазора б-,, мембрана деформируется, а нижний конец якоря перемещается в противоположную сторону, т.е. происходит поворот якоря против часовой стрелки относительно центра, обусловленного мембраной.

При перемене полярности управляющего сигнала поток управления также меняет направление, суммирование потоков Фд и ф.у происходит в зазоре б. а вычитание в зазоре б, и якорь поворачивается по часовой стрелке.

В предлагаемой конструкции разделены магнитные цепи управления и возбуждения, поток Фо не попадает в стержни 7, сечение которых обусловлено только потоком Фу. Обмотки управления намотаны непосредственно на стержень. Благодаря этому средняя линия витка обмоток получается минимальной. Так как мембрана выполнена из магнитопроводящего материала, часть потока Ф замыкается непосредственно через нее, минуя паразитный зазор 6j, что повьяиает магнитную проводимость цепи возбуждения и повышает удельные показатели магнитной системы.

Предлагаемая конструкция обеспечивает исключение паразитного момента противоположного знака за счет наличия только двух рабочих зазоров. Все это позволяет снизить потребляемую мощность и повысить удельный (на единицу веса и потребляемой мощности) момент, а также при прочих равных условиях . уменьшить габариты преобразователя. Снижению габаритов способствует и то, что благодаря наличию Зс1мкнутого несущего кольцевого магнитопровода появляется возможность полностью исключить корпус, который, в частности, в прототипе необходим для крепления всех основных деталей (магнитопроводов, кожуха, мембраны, стакана) .

Формула изобретения

Магнитоэлектрический преобразователь, содержащий два магнитопровода, два полюсных наконечника, постоянный кольцеобразный магнит, обмотки управления, якорь, мембрану, отличающийся тем, что, с целью уменьшения-габаритов и потребляемой мощности, повышения удельного момента и упрощения конструкции, магнитопроводы выполнены в виде колец, одно из которых соединено с сегментообразными полюсными наконечниками при помощи постоянного кольцеобразного магнита, а другое - при помощи двух магнитопроводящих стержней с расположеными на них обмотками управления, при этом якорь соединен магнитопроводящей мембраной с магнитопроводом, на котором закреплен постоянны кольцеобразный магнит.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 186296, кл. G 01 L 15/00,1966.

2.Патент Японии 45-13137, кл. 54/3/ С 3, 1970.

3.Патент США 9 3399861, кл. 251-129, 1968 (прототип;.