Поворотный электромагнит

(51 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ БИЬЛИОТ Е: .,АТЕЙ а дву;междетс з от ор оз о нн п о пружичто т д ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(57) Изобретение относится к обласэлектротехники, в частности к электромагнитам, Цель изобретения - повышение КПД и уменьшение габаритовконструкции, Поворотный электромагнит содержит корпус 1, в котором находится каркас 5 катушки с обмот-.кой 4, ротор 9, установленный наоси 6, кольцо 14 и пружина 16.,/Крышка 2 и ротор 9 имеют взаимно распо 8 О 1452500 оженные поверхности, оформленныек винтовые линии с шагом в осевомправлении, который прерываетсяхкратно ступенеобразно. Зазору ротором 9 и крышкой 2 изменяя во время работы поворотногоектромагнита и образует таким обрам рабочий зазор электромагнита. Движение или, соответственно, поворотора 9 передается через ось 11 отпуса 1 по направлению наружу,врат обеспечивает пружина 16Поротный электромагнит снабжен постоым магнитом, с помощью которогоучшаются механические показателиреключения. При этом с помощьюответствующих размеров возвратнойны 16 может быть достигнуто то,поворотный электромагнит работакак бистабильный, элемент, которыйя перехода из одного состояния вугое может управляться с помощьюпульсов. 1 з.п, ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромагнитам.Цель изобретения - повышение КПД преобразования энергии и уменьшение габаритов конструкции.На фиг. 1 представлен поворотный электромагнит, поперечное сечение; на фиг. 2 - то же, вариант исполнения; на фиг. 3 - крышка поворстного электромагнита, поперечное сечение; на фиг. 4 - ротор поворотного электромагнита.В корпусе 1 поворотного электро магнита, изготовленном из магнитного материала и закрывающемся крышкой 2 из такого же материала, установлена система, которая защищена от внешних влиянии. Соединение междучкорпусом 1 и крьпнкой 2 осуществляется. с помощью штифтов 3. Движущаяся система установлена внутри обмотки 4 возбуждения, которая наматывается на каркас 5 катушки. Ось 6 закреплена в системе с помощью двух закрытых шарикоподшипников 7 и 8, которые помещены в корпусе 1 и в крышке 2. Ротор 9 насажен напрессовкой на ось б, снабженную ребрами, что обеспечивает механически компактную систему, та,ким же образом механически компактно ,осуществлена сборка оси 6 и гильзы 10. На наружной стороне корпуса 1 помещен вывод 11, через который выведены присоединения обмотки 4 возбуждения. Подшипник 7 фиксируетсяв крышке 2 с помощью подкладочной шайбы 12, С помощью пружинящего крепежного кольца 13, обеспечивается в начале сборки прочное соединение монтажной группы с крышкой 2. Кольцо 14 впрессовывается в корпус 1 таким образом позиционируется подшипник 8, который с наружной стороны поджимается выполненньм в виде втулки корпусом 15 возвратной пружины 16.Установленная в корпусе 15 возвратная пружина 16 предохраняется на наружной стороне от выпадения с помощью пруяинящего крепежного кольца 17, 50Возвратная пружина 16 поддерживает систему в начальном положении и по окончании импульса через обмотку 4 возбуждения также возвращает ее в начальное положение, Ток, проходящий через обмотку 4, образует магнитное поле, которое замыкается на наружной стороне обмотки 4 через корпус 1 и крышку 2, а в каркасе катуш-ки 5 через ротор 9 и кольцо 14, Эти детали изготовлены из мягкого магнитного материала, который имеет низкое магнитное сопротивление, Так как магнитное поле не распространяется по оси 6, то она изготовлена из немагнитного материала. Поверхности, образующие зазор между ротором 9 и крьш 1- кой 2, являются зеркально одинаковыми. Зазором является винтовая линия с шагом в осевом .направлении, который прерывается двухкратно ступенеобразно,Шаг винтовой линии устанавливается в оптимальном режиме при различных углах поворота ротора 9Рабочий зазор между ротором 9 и крышкой 2 уже в начальной стадии должен быть по возможности небольшим и сужаться при работе магнита, при этом также и в конечном состоянии образующие его поверхности не должны приходить в соприкосновение, так как это может привести к блокировке системы.Таким образом, вращение ротора 9 передается на ось 6, с которой он жестко соединен, Гильза 10 жестко напрессовывается наось 6, Кольцо 14, которое впрессовывается в корпус 1, позиционирует подшипник 8, и последний ограничивает положение ро. тора 9.С помощью юстировки достигается минимальное отверстие зазора, с помощью увеличения поверхностей снижается плотность магнитного поля назазоре и в зазоре.Таким образом, между корпусами магнита и ротора достигается хорошее магнитное замыкание, за счет чего снижаются потери энергии, Подвижные детали электромагнита обладают минимальной инерциейиначе бы удлинялись процессы переключения, Вся масса подвижных деталей ротора 9 и гильзы 10 между подшипниками 7 и 8 лежит на оси 6. Подшипники 7 и 8 закрытого типа и могут быть изготовлены, как из магнитного, так и немагнитного материала. При соответствующей механической защите корпуса 1, корпуса 15 и пружины 16 вся система является компактной и защищена против внешних атмосферных воздействий,Поворотный электромагнит, представленный на фиг, 2, по сравнению с описанным электромагнитом имеет40 45 50 55 еще и постоянный магнит 18, Нарядус энергией, которая поставляетсяобмоткой возбуждения, используетсяпотенциальная энергия дополнительного магнита, благодаря чему улучшаются механические характеристикипереключения и энергетический коэйЙициент полезного действия системы.Постоянный магнит 18 установленв корпусе 1 магнита и имеет поляризацию в осевом направлении электромагнита. Перекрывается он элементом,служащим основанием 19 корпуса, которое крепится на корпусе 1 с помощью заклепок,20. Магнитное поле попостоянного магнита 18 замыкаетсячерез основание 19 корпуса и корпус 1. Возвратная пружина 16 поддерживает ротор 9 в открытом состояниирабочего зазора между крьппкой 2 иротором 9, который представляет собой существенное магнитное сопротивление для поля постоянного магнита18 , последнее замыкается по кратчайшему пути через основание 19 корпуса и поверхность корпуса 1 (в направлении, обозначенном стелкой А),Если через обмотку 4 протекаетток, то он образует магнитное поле,которое возбуждает ротор 9. Еслинаправление этого магнитного полясовпадает с направлением поля постоянного магнита 18, то обе компоненты слагаются и поле замыкаетсячерез сердечник обмотки 4, постоянный магнит 18, основание 19 корпусаи наружную сторону корпуса 1 (в направлении, обозначенном стрелкой В),В направлении А направление магнитных полей противоположно, таким образом, этот путь образует более высокое магнитное сопротивление, болеедлинный путь в направлении Б,При возбуждении ротора 9 уменьшается рабочий зазор и, соответственно, магнитное сопротивление на этомпути. Если ток через обмотку прерывается, то эта компонента магнитногополя больше не возникает. Оставшийся магнитный поток через постоянныймагнит 18 разветвляется по направлениям А и Б в соотношении магнитныхсопротивлений этих ветвей,Возвратная пружина 16 определяеттеперь две возможности действия электромагнита, так как она регулируетсятаким образом, что преодолевает момент на роторе 9, который образует 5 О 15 20 25 30 35 магнитное поле постоянного магнитана пути в направлении Б и поворачивает ротор 9 в начальное положение.Таким образом, увеличивается рабочий зазор, а следовательно и магнитное сопротивление на пути в направлении Б, снова возникает замкнутый путь магнитного поля постоянногомагнита в направлении А,Поворотный электромагнит можетработать без постоянного магнита 18,в этом случае при одинаковой подаваемой мощности имеет место более сильное магнитное поле, что обеспечиваетлучшие механические качества, Остановочный момент возбужденного постоянного магнита более высокий, Соглас-:но второму примеру конструкции возвратная пружина 16 должна иметь такие размеры, чтобы при прерываниитока через обмотку 4 ротор 9 всееще находился в прежнем состояниивозбуждения и замыкал рабочий зазор.Магнитное поле постоянного магнита18 замыкается по направлениям А иБ.Компонента в направлении Б этого полядержит ротор 9 в состоянии замкнутого рабочего зазора.Если через обмотку 4 протекаетток в направлении, которое противоположно прежнему, то он образует магнитное поле, которое компенсируеткомпоненту в направлении Б, Возвратная пружина 16 возвращает ротор 9 вначальное положение, Ток через обмотку 4, который отключает электромагнитотносительно величины компоненты постоянного магнита на пути в направлении Б должен быть соответственноменьшим. Если имеет место превьппение,то прекращается влияние постоянногомагнита 18 и электромагнит вновьвозбуждается. При соответствующих размерах постоянного магнита 18, возвратной пружины 16 и соответствующей величи" не электрического питания поворотный электромагнит работает как бистабильный элемент, который для каждого состояния переключения управляется только импульсами при соответствующем направлении тока через обмотку 4 возбуждения. Подвижная система поворотногоэлектромагнита, которая находитсяв магнитном поле постоянного магии.5 14та 18, достаточно хорошо защищенакорпусом 1 от влияния загрязнений,На фиг. 3 представлена крышка 2 поворотного электромагнита с подшипником 7, подкладочной шайбой 12 и латунным вкладышем 21, который ограничивает поворот ротора 9 в поворотном электромагните. Торцовая поверхность, которая совместно с ротором ,9 образует рабочий зазор, образована двумя симметричными выштампованными полюсами, при этом они образованы в плоскости винтовой линии с шагом в осевом направлении.На фиг4 представлен ротор 9, который соответствует крышке 3 (фиг. 3) с двумя вьштампованными полюсами в осевом направлении, которые зеркально симметричны. Ротор имеет две противолежащие клинообразные выемки на торцовой стороне, которая образует рабочий зазор относительно крышки 2. Клинообразные выемки перекрываются вкладьпяами 21 (фиг. 3), таким образом ограничивается поворот ротора 9.1 В70 18 гоо бформула изобретения1, Поворотный электромагнит, содержащий корпус с крышкой, каркас катушки с обмоткой, втулку, подшипники, один из которых установлен вкрьпяке, а другой в корпусе, в подшипниках расположена ось, на которойс прилеганием к одному из подшипников установлена гильза, а с прилеганием к другому подшипнику установленротор, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения КПД преобразования энергии и уменьшения габаритов конструкции, он снабжен возвратной пружиной и кольцом, установленным на одном из подшипников междукорпусом и ротором, а указанная возвратная пружина расположена междууказанными осью и втулкой, котораяприлегает к внешней стороне одногоиз подшипников.2. Электромагнит по п. 1, о т -1л и ч а ю щ и й с я тем, что он 25 снабжен элементом, служащим основанием корпуса, и постоянным магнитом,расположенным в корпусе перпендикулярно оси на указанном основании.,Редакто Заказ 7097/59 одписное д. 4/5 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,ВНИИПИ Государстве по делам изобрет113035, Москва, Ж,остаэитель Н. Кузинаехред М.Дидык Корректор О, ТигорТираж 694ного комитета СССний и открытийРаушская наб