Электромагнитный аппарат

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК еЯОаи 141 18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСНОМ 101555/24-07 .06.863.07.88. Бюл. У 2 рмский политехни 13 воэ 2 эп 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Пе ческий институт(56) Авторское свидетельство СССР У 9360 б 4, кл.Н 01 Н 15/22, 1980.Патент Швейцарии В 474893, кл. Н 02 К 41/02, 1969.(57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для коммутации электрических цепей, а такжедля использования в системах дистанционного контроля положения приводного механизма. Цель изобретения - расширение функциональных воз 1)4 Н 01 Н 15/22 Н 02 К 41/О мажностей и повышение надежности.Электромагнитный аппарат содержитдва плоских однофаэных многостержневых электромагнита 2 с обмотками 7,установленных в корпусе 1. Между торцами стержней выполнена немагнитнаятокопроводящая пластина 9 с выступом13, предназначенным для взаимодействия с микровыключателями 14 и 15,Между пластиной 9 и торцами стержнейустановлена рама 18 с плоскими ферромагнитными вставками. 17, При пода-че напряжения на обмотки 7 и смещении рамы 18 на пластину 9 воздействует электромагнитное усилие, смещающее ее в сторону, противоположнуюнаправлению перемещения рамы 18,опри этом пластина 9 выступомдействует на микровыключатели.ф-лы. 3 ил. С.Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромагнитным коммутационным устройствам.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей- повышение надежности и увеличение быстродействия,На фиг. 1 изображен предлагаемый , электромагнитный аппарат; на фиг,2разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - : рама .П-образной формы с Ферромагнитными вставками. 5 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корпус 1 аппарата (фиг. 1) выпол.няется из немагнитного неэлектропро" водящего материала, например текстолита. К верхней и нижней поверхностям корпуса 1 с их внутренних сторон неподвижно закреплены плоские с зуб-цовыми зонами ферромагнитные сердечники 2 прямоугольного сечения, шихтованные из пластин электротехннческой стали, которые друг относительно друга изолированы, например, слоем ,лакаСтяжка пластин,образуницих сердечники 2, осуществляется с помо 1 щью шпилек 3 и уголков 4, которые.совместно с болтами 5 используются одновременно для крепления сердечников 2 к корпусу 1. В пазы 6, образованные между соседними зубцами, заложены катушки 7 обмотки однофаз:ного переменного тока. Сердечники 2 совместно с катушками 7 образуют однофазные миогополюсные электромагниты; Над нижним электромагнитом с воздушным зазором 8 расположена металлическая немагнитная пластина 9 Йз материала с высокой электрической проводимостью, например меди или алюминия. По боковым ее сторонам закреплены держатели 10 с роликами 11, которые размещаются в направ.Пяющих 12 С-образного сечения, устанавливаемых неподвижно с внутренней стороны боковых поверхностей корпуса 1. На одном из концов пластина 9 снабжена выступом 13, установленным Между микровыключателями 14 и 15. Между пластиной 9 и верхним электроМагнитом 2, также имеется воздушный .азор 16. В этом зазоре в плоскости :параллельной пластине 9, размещены ферромагнитные вставки 17. Количество вставок 17 выбирается равным чисйу полюсов обмотки однофазного переменного тока, их ширина - равной ширине ферромагнитных сердечников 2,а длина - равной (0,4-0,45) ширине катушек 7.Ферромагнитные вставки 17 располагаются на части длины полюсов обмот" ки однофазного переменного тока, за" нимая по отношению к их осям одинаковое положение. Вставки 17 жестко закреплены внутри несущей рамы 18 П-образной формы, выполненной из немагнитного, непроводящего электрический ток, материала. Рама 18 через отверстия 19 в одной из торцовых поверхностей корпуса 1 выведена наружу для соединения ее с приводным механизмом. В боковых сторонах рамы 18 выполнены выемки 20, в которых установлены ролики 21Ролики 21 размещаются в направляющих 22 С-образной формы, закрепленных к внутренним сторонам боковых поверхностей корпуса 1. Использование ро-ликов 21 и направляющих 22 позволяет в процессе сборки устройства выставить минимальные по величине зазоры между верхним электромагнитом и ферромагнитными вставками 17, а также между ферромагнитными вставками 17 и пластиной 9,Кроме того, применение родиков21 и направляющих 22, так же как и . роликов 11 и направляющих 12, приводит к существенному уменьшейию сил трения при перемещениях рамы 18 и пластины 9.Электромагнитный аппарат работает следующим образом.При подключении катушек 7 обмотки однофазного переменного тока к питающей сети в них возникает переменный ток, направление которого для одного из моментов времени на фиг.1 условно показано крестиками и точками. Переменный,ток катушек 7 возбуждает в пространстве между ферромагнитными сердечниками 2 пульсирующий магнитный поток, индуцируюций в пластине 9 пульсирунзций ток, В положении ферромагнитных вставок 17, показанном на фиг. 1, электромагнитное усилие, создаваемое при взаимодействии пульсирующего магнитного потока катушек 7 с пульсирующим током пластины 9, равно нулю и поэтому пластина 9 и выступ 13 остаются неподвижными, а.микровыключатели 14 и 15 - в отключенном состоянии.Если со стороны приводного. механизма приложить к раме 18 усилие в1411843 3направлении, показанном на фиг. 1сплошной стрелкой, то вместе с рамой18 в этом же направлении будут перемещаться и ферромагнитные вставки 17,что приведет к возникновению электромагнитных сил, действующих напластину 9 в направлении справа налево и обуславливающих ее движениев заданном направлении. Выступ 13при этом воздействует на микровыключатель 14, осуществляя его переключение.,В случае смещения рамы 18 и ферромагнитных вставок 17 в направлении пунктирной стрелки от положения,представленного на фиг, 1, направле-.ние электромагнитных сил, действующих на пластину 9, и направлениеее движения изменяются на противоположное, что обуславливает срабатывание микровыключателя 15.Возможен и другой режим работыустройства.Предварительно смещают раму 18 и 25ферромагнитные вставки 17 вправоили влево от положения, изображенного на фиг, 1, а катушки 7 обмотки однофазного переменного тока остаютсяобесточенными. В этом случае электромагнитные силы, действующие напластину 9, равны нулю и микровыключатели 14 и 15 находятся в отключенном сдстоянии. Подключение в нужныймомент времени катушек 7 обмоткирднофазного переменного тока к пи 35тающей сети обуславливает возникно-вение электромагнитных сил, движение пластины 9 и переключение выступом 13 микровыключателей 14 и 15.40Величина электромагнитных сил,действующих на пластину 9, определяется положением ферромагнитных вставок 17 относительно полюсов обмоткиоднофазного переменного тока и их45длиной. Так, в положении ферромагнитных вставок 17, изображенном нафиг. 1, электромагнитное усилие рав но нулю, а при смещении их влево иливправо от этого положения на расстояние, равное половине их длины, электромагнитное усилие достигает своихмаксимальных значений. Для промежуточных положений ферромагнитных вставок 17 электромагнитное усилие больше нуля, но меньше его максимального значения. В результате проведенныхисследований установлено, что оптимальной, с точки зрения получениянаибольших усилий, является ширина ферромагнитных вставок 17, равная 0,4-0,45 ширины катушки 7 обмотки однофазнаго переменного тока.В предлагаемом устройстве в отличие от известного усилия со стороны приводного механизма передается на орган управления (пластину 9) не непосредственно, а с помощью электромагнитного поля. Это позволяет устранить действие ударных усилий на орган управленияи осуществлять плавное, безударное переключение макровьпапочателей 14 и 15. Надежность работы коммутационного устрой-" ства и срок его службы при этом возрастают.В устройстве в обоих описанньпс режимах его работы легко может быть реализована выдержка времени требуемой длительности. Так, в первом режиме работы подача напряжения на катушки 7 не приводит к срабатыванию микровыключателей 14 и 15 до тех пор, пока ферромагнитные вставки 17 находятся в положении, показанном на фиг. 1. Изменением момента начала перемещения ферромагнитных вставок 17 достигается выдержка времени любой длительности в срабатывании,микровыключателей 14 и 15. Во втором режиме работы коммутационного устройства смещение ферромагнитных вставок 17 влево или вправо от положения на. фиг. 1 не вызывает срабатывания микровыключателей 14 и 15 до тех пор, пока не будут подключены к источнику питания катушки 7 обмотки однофазного переменного тока.В устройстве просто и надежно осуществляется механическая блокировка, представляющая ошйбочное включение микровыключателей 14 и 15 при производстве работ .в коммутируемых ими электрических цепях. В частности, чтобы исключить ошибочное включение микровыключателя 15 ферромагнитные вставки 17 смещают наполовину их длины вправо от положения, изображенного на фиг. 1. Тогда подключение катушек 7 обмотки однофазного переменного токак питакицей сети приведет к созданию элестромагнитного усилия, исключающего возможность включения микровыключателей 15.За счет изменения положения ферромагнитных вставок 17 относительно оси полюсов удается плавно изменять1411843 5величину электромагнитного усилия и направление его действия. Это позволяет плавно регулировать скорость перемещения органа управления и его направление перемещения. Создание выдержки времени произвольной величины, реализация механических блокировок, а также регули, рование скорости перемещения органа управления и направления его движе" , ния расширяют функциональные возможности устройства,Подключение катушек 7 обмоткиоднофазного переменного тока к питающей сети обуславливает возникновение в ферромагнитных вставках 17 индукционных вихревых токов, созда, ацих магнитный поток, который по 1отношению к магнитному потоку катушек 7 является размагничивающим. При этом величина электромагнитного усилия уменьшается, что приводит к снижению быстродействия коммутационного устройства. Для увеличения быстродействия устройства и уменьшения по терь электрической энергии ферромаг, нитные вставки 17 можно выполнять шихтованными. Вихтовку Ферромагнитных вставок 17 следует производить в том же направлении, что и ферромагнитных сердечников 2. Устройство может быть примененов системах дистанционного контроляФположения производного механизма. Формула иэ обретения1. Электромагнитный аппарат, содержащий корпус с установленными в 5нем двумя плоскими с зубцовыми зонами однофазными многостержневымиэлектромагнитами, причем зубцы одного электромагнита обращены навстречустержням другого и расположены другнапротив друга, а в зазоре междуторцами указанных зубцов установленас возможностью поступательного перемещения немагнитная токопроводящая пластина, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей и повьппения надежности, в него введены м.кровыключатели и рама с плоскими ферромагнитными вставками, установлен ная с возможностью поступательногоперемещения между токопроводящейпластиной и торцами зубцов, указанные вставки расположены с шагом,равным длине одного полюса электро магнита, токопроводящая пластинаснабжена выступом, предназначеннымдля непосредственного включения всеть переменного тока без фазосдвигающих элементов.2. Аппарат по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, он снабжен направляющими и роликами, на которыхустановлены указанные токопроводящая пластина и рама с плоскими ферромагнитными вставками.3. Аппарат по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что указанные ферромагнитные вставки выполнены шихтован1411843 2 177 Составитель Ю.Ромар Н.Лазаренко Техред М.Дидык орректор О,Кравцо 9 Тираж 746ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений 1 13035, Москва, Ж, Ра П аказ 3661 ое о комитета СССР открытий кая наб., д. ктная,л роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужго