Способ питания электромагнитного двигателя возвратно поступательного действия

Изобретение относится к электро- машиностроению, может быть использовано при создании электромагнитных машии ударного действиями молотков, перфораторов, молотов, бутобоев и других машин, разрушающих гор" ную породу и мерзлый грунт ударными нагрузками, машины для технологических процессов: вибраторов для выпуска руды из блоков или бункеров и для холодной прокатки труб, а также прессов, насосов, компрессоров и т,п.Известен способ питания электромагнитной машины, состоящий в том, что электрическую энергию потребляют, пока машина совершает работу, после чего источник питания отключают, а нейспользованную магнитную 20 энергию преобразовывают в электрическую и передают во внешние электрические цепи (режим генерации), Отличительной чертой известного способа является одновременный расход 25 потребляемой энергии как на увеличение энергии магнитного поля, так и на совершение механической работы 111,Недостаток этого способа состоит в низкой удельной мощности машины и больших омических потерях энергии.Наиболее близок по технической сущности к изобретению способ питания электромагнитного двигателя возвратно-поступательного действия, состоящий в том, что обмотку электромагнитного двигателя подключают к источнику питания на время, меньшее длительности хода под действием этой обмотки, после прекращения питания обмотки неизрасходованную часть энергии возвращают источнику питания, при этом импульсы питания, соответствующие оДному циклу работы,подают с периодом, не меньшим суммарного времени прямого и обратного хода якоря 21 .В этом способе потери снижаются..Однако энергия от источника питания подводится почти во все время движе ния якоря, что обуславливает низкую удельную мощность двигателя. Это, в свою очередь, ведет к увеличению размеров и массы якоря, увеличивает инерционность машины, ухудшает уп равляемость,Цель изобретения - повышение удель ной мощности электромагнитного двигателя. Поставленная цель достигается тем,что в Способе питания электромагнитного двигателя возвратно-поступатель"ного действия, состоящем в подключении обмотки двигателя к источникупитания на время, меньшее длительности движения якоря под действием этойобмотки, отключают обмотку от источника питания до прохождения якорем по"ловины хода,На фиг, 1 показана циклограммапротекания тока и перемещения якоря машины по известному способу: нафиг. 2 - изменение напряжения питания, тока и перемещения якоря попредлагаемому способуф на фиг, 3 -зависимость потокосцепления от токав известном и предлагаемом способах.1На фиг. 1-3 приняты следующие обозначения 1, , - импульс тока, подаваемый в обмотку прямого и обратного хода соответственно, Г Поуимпульс форсированного напряжения,приложенный к обмотке прямого и обратного хода соответственно, П,Б - напряжение, возникающее привозврате энергии в источник,время такта соответственно обратного и прямого хода, Т - период тока всети, 1 - ход якоря, 1 - текущеевремя,- потокосцепление (4 = У .и,где У - магнитный поток, и - числовитков обмотки).Как следует из фиг, 1, при подаче импульса тока , в обмотку обратного хода якорь сразу же начинаетдвижение и совершает обратный ход(вверх), Энергопреобразование дляодного такта такого режима работыизображено зависимостью 1, = Г(1)(фиг, 3). Механическая работа одноготакта пропорциональна площадке, описанной зависимостью Р = Г(1), Нафиг, 6 она описана кривой 0-1-2-3-4-0при токе троганияПосле прекращения протекания импульса тока в обмотке обратного ходаначинает протекать ток 1 в обмоткепрямого хода. Якорь изменяет направление движения и совершает рабочийход. Процесс энергопреобраэованияза такт рабочего хода практически мало чем отличается от энергопреобразо,вания при обратном ходе бойка: якорьначинает движение при токе трогания1, сс 1значительно раньше, чемпотокосцепление магнитной системыдостигает макеАнализ существующих типов электромагнитных двигателей показывает, чтоизвестный способ преобразования энергии не обеспечивает высокой эффективности его работы,Известно, что сила тяги двигателя,а значит и величина работы, определяется величиной магнитного потока ввоздушном зазоре, Для улучшения энергетических характеристик, целесообразно величину магнитного потока затакт поддержать наибольшей.Такт энергопреобраэовайия по данному изобретению изображен зависимостью ц(1) на фиг. 3.Быстрое наращивание потокосцепления в магнитной системе происходитпо пути 0-5-6-7, В точке 7 потокосцепление достигло максимального значения. На рассмотренном участке происходит накопление энергии в магнитной системе, машина работы не совершает, В отличие от известных способов питания нарастание потокосцепления в магнитной системе происходитпри почти неизменной индуктивности,На участке 7-3-4 накопленная магнитная энергия расходуется на совершение полезной работы. Потокосцепление в течение этого режима почтипостоянно.На участке 4-0 (Фиг. 6) происходит генерация неиспользованной энер"гни магнитного поля во внешние электрические цепи.Электромагнитнаямашина, энергопреобразование которой осуществляется с быстрым накоплением энергиии последующим использованием накопленной энергии магнитного поля, далее называется Форсированной электро,магнитной машиной.Поскольку площадка 0-1-2-3-4-0характеризует работу неФорсированного двигателя,а площадка 0 "5-6-7-34-0 - форсированного, то, как видноиз фиг, 3, Форсированный двигатель со.5вершает большую работу чем нефорсиУрованный. Предельная работа, совершаемая при заданной величине начальной и конечной индуктивности определяется площадью 0-5-8-7-3-4-0.Режим форсировки осуществляетсяпутем подачи импульса напряжения"У,рнли Пц . В это время нарастает токПосле отключения источника пита 15 ния напряжение на выводах обмоткиравно нулю, а ток падает,Режим генерации показан напряжением 0 пе и Пегю120 При использовании предлагаемогоспособа питания происходит быстроенарастание силы, действующей на якорьв начале такта, Это создает предпосылки для улучшения управляемости ма 25 шины, в том числе улучшения стабильности ее выходных характеристик (амплитуды хода, кинетической энергиии других).Из результатов экспериментов сЗО форсированным электромагнитным двигателем следует, что при длительностиимпульса питания, во время которогоякорь проходит более половины хода,эффективность форсированного питаниязначительно снижается и увеличение35мощности источника, необходимое дляфорсировки в этом случае нецелесо)образно.Использование изобретения поэво 40 ляет уменьшить габариты и массу электромагнитных двигателей, повыситьчастоту работы и, следовательно,производительность их при одновременном повышении коэффициента полезногодействия.41403327 мам Составитель В.АпфимовТехред М.Ходанич тор О.Кравцо Редактор И.Сеглян Тираж 583 П ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 035, Москва, Ж, Раущская наб. д, 4/