Поворотный электромагнит

О П И С А Н И Е 374676ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республикт авт, свидетельства-исим 1. Кл. Н 011 т 50/16Н 011 7/06 Н 0111 3/30 Заявлено 19.Х.1970 ( 1484339/2с присоединением заявки-Комитет по делам изобретений и открытий лри Совете Министров СССРП 621.318.56(0 Опубликовано 20,111973. Бюллетень1 Дата опубликования описания 13 Х 1,1973 ако ернии и Ю. ВОРОТНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ изую и не Авторыизобретения Л. А. Борисов, Л. М. Периков, Заявитель Предложение относится к области электромагнитных механизмов и может быть использовано в системах а 1 втоматики, гидравлики и пневматики,в качестве преобразователя электрического сигнала в угловое перемещение или,в,качестве момент 1 ного датчика.Известные поворотные электромагниты, состоящие из ротора, статора, обмоток управления, обмотки возбуждения и позиционирующей пружины.Такие электромагниты характер тся большим моментом инерции ротора достаточным электромагнитным моментом.Цель изобретения - уменьшение момента инерции, увеличение электромагнитного момента, а также получение позиционирую- щего эффекта в электромагните (без применения,пружины) и равных углов поворота ротора.Сущность изобретения заключается в том, что ротор электромагнита выполнении в виде полого стакана из нвматнитного материала с четырьмя дорожками на цилиндрической поверхности в виде прямоугольных магнитопроводящих зубцов, расположенных в шахматном порядке и мапнигоразобщенных между собой, с количествам зубцов,в каждой дорожке, равным количеству зубцов статора, выполненного из на 1 ружного статора, состоящего из трех кольцевых дисков, магнитосоединенных между собои по наружнои поверхности цилиндрическим магнитопроводом, с зубцами, адинаково по углу раополохкенными на внутренних цилиндрических поверхностях, с обототкой управления из двух встречно включенных кольцевых катушек, размещенньтх между тремя дисками, с зубцами двух кольцевых наружных дисков, противолежащими вдоль оси зубцам на двух край них дорожках ротора и одинаково по азгпу перекрьсвающими их зубцы, при этом средний диск перекрььвает вдоль оси две средние дорожки ротора, и с зубцами, однаково по углу перекрывающими каждую пару зубцов двух 15 этих дорожек, и внутреннего статора, расположенного внутри полого ротора и состоящего из двух магнитопроводящих стаканов с цилинарическсй поверхностью, противолежащей двум соседним дорожкам ротора, с обмоткой 20 возбуждения на цилиндрическом сердечникеили с цилиндрическим постоянным магнитом, намагниченным вдоль оси и магнитозамьвкаюгцем оба стакана. Количество зубцов на каждом диске наружного статора и дорожках ро тора равно 360/4 а, где а - рабочий угол поворота ротора (при ширине зубца, равной расстоянию между зубцами). На наружных цилиндрических поверхностях двух стаканов внутреннего статора выполнены зуоцы, совпадающие по угловому положению с зубца50 55 50 55 ми на кольцевых дисках наружного статора, Между сопряженными поверхностями крайних кольцевых дисков наружного статсра и поверхностью цилиндрического магнитопровода проложены немагнитные прокладки. Не- магнитные зазоры между цилиндрическим магнитопроводом и,крайними кольцевыгми дисками наружного статора по их торцам перекрыты магнитапроводящими шунтами, регулировка которых осуществляется с помощью немагнитных прокладок, установленных между шунтами и торцевыми поверхностями кольцевых дисков наружного статора и цилиндрического магнитопровода.На фиг, 1 показана конструкция предлагаемого поворотного электромагнита; на фиг.2 - разрез по А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б - Б на фиг. 1,Предлагаемый поворотный электромагнит содериит наружный статор, выполненный из трех кольцевых дицкав 1, имеющих одинаково по утлу расположенные зубцы на внутренних цилиндричеоких поверхностях и магнитосоединенных между собой по наружной поверхности цилиндрическим магнитопроводом 2. На статоре между дисками расположены две кольцевые обмотки управления 3. В расточке наружного статора размещен ротор 4, 1 выполненный в виде полого старикана из немапгитного материала с четырьмя дорожками на цилдндрической поверхности в виде прямоугольных магнитапроводящих зубцов, расположенных в шахматном порядке и магниторазобщенных между собой. Количеспво зубцов в каждой дороике равно количеству зубцов на статоре. Зубцы двух кольцелых наружных дисков противолежат вдоль оси зубцам на двух крайних дорожках ротора и одинаково по углу перекрывают их зубцы, Средний кольцевой диск наружного статора перекрывает вдоль оси,две средние дорожки ротора и имеет зубцы, одинаково по углу перекрывающие каждую пару зубцов двух этих дорожек. Внупри ротора расположен внутренний статор, состоящий из постоянного магнита 5, намагниченного вдоль оси, и двух магнитолроводящих стариканов б с зубцами на наружной цилиндрической паверхности, причем зубцы выполнены савпадающими по угловому положению с зубцами на кольцевых дисках наружного статора. Между поверхностями крайних,кольцевых дис 1 ков наружного статора и поверхностью цилиндрического магнитопровода проложены немалнитные прокладки 7. Торцевые поверхности ирайних кольцевых дисков, наружного статора и цилиндрического магнитопровода перекрыты магнитопроводящими шунтами 8 через немагниъные прокладки 9.Принцип действия предлагаемого поворотного электромагнита заключается в следующем. Магнитный поток возбуидения, создаваемый постоянным мапнитом внутреннего статора, выходит из левого магнитопроводящего стакана, проходит через воздушный ра 10 15 20 25 30 35 40 45 бочий зазор, две левые дорожки ротора, второй воздушный рабочий зазор, левый и средний кольцевые диски наружного статна и возвращается через цилиндрический магнитопровод, средилий и правый кольцевые диски наружного статора, через два рабочих воздушных зазора и две правые дорожки ротора в зубцы правого магнитопроводящего стакана и к постоянному магниту. В результате этого полый ротор, имеющий возможность вращаться вокруг своей оси в подшипниках, займет положение маисииальной магнитной проводимости для прохождения потока возбуждения. В этом положении зубцы статора сдинакаво по углу перекрывают зубцы ротора на всех четырех дорожниках, Поворот ротора от этого положения в пределах половины ширины зубца ротора в одну или другую сторону приведет и устремлению всего магнитного потока через левый или праховый кольцевой диск и через немагнитные прокладки, что создает противодействующий момент, аналогичный эффекту, получаемому при закручивании пружины. При подключении одной из обмоток управления возникает магнитный поток, проходящий через соответствующий крайний колыцевой диск наружного ротора, воздушный рабочий зазор, дорожку ротора, через два воздушных рабочих зазора и зубцы магнитопроводящего стакана, через ореднюю дороииу ротора, рабочий воздушный зазор, срединой кольцевой диск наружного статора, цилиндричеокий мапнитопровод и,немапнитную прокладиу. Поток управления складьвваетоя с потоком возбужденияв 1 результате чего воандкает электромапнитный момент, ,стремяшийся:повернуть ротор, Направление угла поворота завносит от знака потока управления. Получение равных углов поворота при равных по величине и противоположных по значку токах обложи управлевия обвспечивается за счет подбора толщины немапнитных прокладок 9, которые влияют на величину потока управления. Предмет изобретения 1. Поворотный электромапнит, содержащий зубчатый статор с обмопками управления ы возбуждения и ротор, отличающийся тем, что, с целью уменьшения момента инерции, ротор выполнен в виде полого стакана из немагнитнопо материала с четырьмя дорожками на цилиндричеокой поверхности в виде прямоугольнььх мапнитспро водя щих зубцов, раоположевных в шахматном порядке и мавниторазобщенных между собой, с количеством зубцов в каждой дорожке, равным количеству зубцов статора, выполненного из наружного статора, состоящего из трех кольцевых дисков, магнитосоединенных между собой по наружной поверхности цилиндрическим магнитопроводом, с зубцами, однаково по утлу рааположенными на внутренних цилиндричеоиих поверхностях, с обью пкойуправления из двух встречно включенных кольцевых катушек, размещенных меж-у тремя кольцевыми длокамис зубцами двух кольцевых наружных дисков, противолежащими вдоль оси зубцам на двух ирайних дорожках ротора и равно по углу перекрывающими их зубцы, при среднем драке, переирьпвающем вдоль оси две средние дэрожки ротора, и с зубцаъпи, равно по углу перекрывающими каждую пару зубцов двух этих дорожек, и внутреннего статорарасположенного внутри полого ротора и состоящего из двух магнитопровсдящих стаканов с цилиндрической поверхностью,каждого стакана, противолежащей двум соседним,дорожкам ротора, с источником магнитодвижущей силы на цилиндрическом сердечнике, магнитозамыкающем оба стакана.2. Электромапнит по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения момента, количество зубцов на каждом диоке наруиного статора и дорожниках ротора раано 360/4 а, где а - 1 рабочий угол поворота ротора, при ширине зубца, раувной расстоянию .между зубцами.3, Электром,агн,ит,по оп. 1 и 2, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью значительного увеличеиия м "мента, на наружных нилипдричесяих поверхностях двух стаканов внут 1 реннего статора выполнены зуэцы, совпадающие по угловому положению с зубцами на кольцевых дис ках наружного статора.4. Электромагнит по пп. 1 - 3, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью получения позиционирующего эффекта, между сспряженными поверхнсстями крайних кольцевых дисков на- О ружного статора и;поверхностью цилиндрического мапнитопрэвэда проложены нематнитные прокладки. 5. Электромагнит по пп, 1 - 4, отличаю и 1 ийся тем, что, с целью получения равныхуглов поворота ротор а при соответственно равных по,величине и противоположных по знаку токах обмотки управления, немагнитные зазоры между цилиндрическим магнитопрово дэм и крайними,кольцевыми дисками наружного статора по их торцам перекрыты магнитопрэводящими шунтамирегулировщика которых осуществлена с помощью немагнптных прскладок, устанэвленных меиду шунтами и 25 торцевыми поверхностями кольцевых дисковнаружного статэра и цилиндрического магнитопрэвода.ип. Харьк. фиск пред. Патент Заказ 249/893 Изд.353 Тираж 780ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при СовМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ПодписноМинистров ССС