Электромагнит

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскивСое 4 иалистическивРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(б 1) Дополнительное к авт. свид-ву М 801120 (22) Заявлено 210781 (21) 3321558/24-07 с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОлубликовамо 07.01 Я 3. Бюллетень Йо 1 Р)М К,т з01 Г 7/00 Государственний ноинтет СССР но делам нзобретення н открытня. 3(088. 8) Дата опубликования описания 070133(54 ) ЭЛЕКТРОМАГНИТ ф фМ Ж"юсР Оф 15 Изобретение относится к элементам электрооборудования и может быть использовано в электроаппаратострое-.нии, приборостроении, электросвязи, например телеграфии.. По основному авт. св. В 801120.известен электромагнит, содержащий магнитопровод, выполненный в виде расположенных соосно спиральных элементов постоянного сечения с пазами, обращенными друг к другу, и обмотку в пазах. Спиральные элементы магнитопровода выполнены в ниде двухзаходной цилиндрической пружины из ферромагнитного материала, обладающего упругими свойстваьв, и жестко . скреплены между собою по концам 1.Величина быстродействия такого электромагнита ограничена тем, что между спиральными элементами имеется воздушный рабочий зазор постоянный между всеми участками элементов и зависящий от требуемого общего рабочего зазора электромагнита и количества витков спиральных элементов шаг между витками постоянный).В ряде случаев, например в устройствах защиты от электрической перегрузки, автоматического отключения узлов и блоков машин и аппаратуры, печатающих устройствах и других, требуется обеспечение как можно большего быстродействия электромагнитов.Цель изобретения - повьваение быстродействия описанного электромагнита.Данная цель достигается тем, что спиральные элементы магнитопровода выполнены с переменным шагом между витказв .Время срабатывания ссР электромаг нитов определяется выражением где 1 - иидуктивность обработкиэлектромагнита с магнитопроводом при начальном за-, 20зоре;д - начальный зазор меЖду якорем и сердечникомув ,- масса движущихся частейО - напряжение на обмотке.25 Время срабатывания пропорционально корню квадратному от начальногозазора.Таким образом, если часть витковспиральных элементов расположить смалым зазором друг от друга, то принеизменных прочих параметрах виткипритягиваются в этом месте быстрее,чем в другом.По мере электромагнитного стягивания одного участка спирали происходит уменьшение зазора соседнихучастков и образуется бегущая волна.В целом стягивание (схлопывание )электромагнита-пружины происходитбыстрЬе, чем при равномерном начальном зазоре. Для сохранения величиныобщего рабочего хода электромагнитав предлагаемой конструкции часть вит,ков спиральных элементов можно выполнить с меньшим, а часть с большим зазором.На фиг. 1 изображен электромагнит, общий вид; на фиг. 2 - вид Лна фиг, 1,Электромагнит имеет неподвижнуюпластину 1 .из стали, алюминия илипластмассы, два упругих элемента 2магнитопровода из ферромагнитногоматериала, например электротехнической стали,или ферропласта представляющие собой стержни постоянного сечения с двумя пазами, скрученные вдвухзаходную цилиндрическую пружину 25с межвитковыми зазорами так, чтопазы соседних витков обращены одинк другому, подвижную пластину 3 изтого же материала, что и неподвижная пластина, и обмотку 4 из изолированного провода.Упругие элементы 2 магнитопровода жестко присоединены с одного конца к пластине 1, а с другой - кпластине 3. Секции обмотки 4 включены последовательно между собой так,что направление тока в рядом расположенных пазах соседних элементовоказывается одинаковым, как показанострелками на фиг. 1, 40Шаг Т между витками каждого упругого элемента магнитопровода выполнен переменным, так что зазор дмежду соседними упругими элементамитакже имеет переменную величину, например монотонно возрастает (фиг,1).Электромагнит работает следующимобразом.При прохождении тока через провода обмотки 4 вокруг них образуется вихревое магнитное поле, имеющее направление по известному правилу буравчика фиг. 2) . На выступахпо сторонам пазов упругих элементов2 образуются равноименные магнитныеполюса. Так как направление тока в 55проводах пазов разных упругих элементов 2, разделенных воздушным зазором, одинаково, то на противосто-,ящих выступах оказываются также противоположные магнитные полюса, Вследствие магнитных сил сцепления упругие элементы 2, т.е. витки магнитрпровода-пружины притягиваются один к другому. Стягивание до упора упругих элементов в первую очередь происходит в месте наименьшего воздушного зазора Д , Так, при монотонно возрастающем зазоре от пластины 1 к пластине 3 фиг 1) витки стягиваются сначала возле пластины. 1. По мере стягивания одних витков уменьшаются зазоры .в соседних с ними витках и образуется бегущая волна, которая проходит от пластины 1 к пластине 3Полное стягивание витков упругих элементов 2 приводит к перемещению.подвижной пластины 3 и совершению работы в присоединенном к этой пластине внешнем устройстве.Сравнительная экспериментальная проверка, произведенная на макетах плоских электромагнитов с равномерным и неравномерным по длине якоря начальным зазором, показала, что при неравномерном зазоре срабатывание электромагнита происходит в 1,8 - 2 раза быстрее.Из приведенного ранее выражения видно, что время срабатывания при неизменной индуктивности обмотки и массе подвижных частей обратно пропорционально корню квадратному из напряжения на обмотке электромагнита О, Следовательно для получения в известной конструкции электромагнита быстродействия равного быстродействию предлагаемой конструкции, требуется значительное увеличение тока, потребляемого электромагнитом, а значит, по условию сохранения нормированной плотности тока и увеличение диаметра провода обмотки.Полезность и технико-экономическая эффективность предлагаемого электромагнита выражаются в уменьшении примерно на 10 расхода материалов и примерно в 1,5 раза потребляемой электроэнергии при эксплуата ции,Формула изобретенияЭлектромагнит по авт, св.Р 801120,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения быстродействия,спиральные элементы магнитопроводавыполнены с переменным шагом междувиткамю.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 801120, кл. Н 01 Г 7/00, 1981./40 Тираж 701, . Подпи ВНИИПИ Государствениого комитета СССР по делам изобретений .и открытий