Электромагнитный механизм

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 Н 0 18 учно-исследорукторский уго МхниприГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(57) Изобретение отноке и может использов Савенковальство СССР7/18, 1982.льство СССР/18, 1968.НЫЙ МЕХАНИится к электроться в качеств нтилей, задвижек, молотдят широкое применение аслях промышленности.является повышение нарение эксплуатационных ючение и отключение сив результате измерения оординаты якоря, тока сироходящего через основодмагничивания, и тока бмотки 21 подмагничиващей регулировку частоты тельного движения якоря механизма. 3 ил. вода клапанов, ве ков, которые нахо в различных отр . Целью изобретения дежности и расши возможностей, Вкл ловой катушки 6 трех параметров: к ловой катушки 6, и ную обмотку 20 и дополнительной о ния, обеспечиваю возвратно-поступа электромагнитногоИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве привода клапанов, вег(тилеР:, задвижек и молоков, которые находят широкое применение в различных отраслях промышленности.Цель изобретения - . Овышение .-(аде- ности и расширение эксплуатационных возмокностей электромагнитного механизма путем регулирования частоть( перемещения якоря. 1-18 фиГ, 1 изабел ж-члегс (1 ОР.(с Гн)ятн):.змеханизм, общий вид в (азрезе: на (яг, 2 -схема вкгночения элетаама, (нога (;8.(:.НИЗМа; На фИГ. 3 - З:8;о , рпоясняющие раба(. - : ;.:1ханизма,Злектомаг(чи Гныйиз корпуса 1, Якоря 2. Г.а,-,я;.(:сга,авинтового мехаНязм:" ."., . ".: ") я" - "-. ).(с;1силовой катушки 3, п)а:да ;.в:Г;"= ), 7 и(;Ремв(цени)й, КОТООй В.)Н(С.",-;Н ",: " -)".;-. )С)О.невого магнитопр)овода ., закоспле, на О накоопусе 1, и падвя)(лога с:.-.О,). - :.;, ,. 1),лявозврата якООЯ 2 в исход,;(ае но,.а:;(,.:;8,; -жит Ггружина 10) Якооь 2 связан:; )и;-о 8)3 шлиц вум (Орд)нен 1 - -(1 т-.)но Якоря 2 фланен)же пг" 8)с ч)(ать)тольКО на Оси Г )ед(ий (" п)О(ан)ь бо)с) . 8-(маГнитопровода. ( Г :.дс",ь.,):,8 собойтрансформатор 1, г:зрвичная Обмотка 12КОТОООГО В 1(ЛЮЧ 8)Я Послесов: "(П." Г ЛРО"сеем (. А чез )г)( л-"О,41(к ,.О)8) ) ) )сет 1 л пере:.яеннг,г )",:.: ".т;,:ря) -,:,Гб.,:1 О Гоаьс(ор 1,-",;) )О:-" 1 ) ):- .:1,):,;).-лный мост 16 и ключевой .лемент 17 гп(п(гоч:- на в цепь уГ(равленяя;и",истором 13,Конденсатор 19, включенный на выходе вы.прямительнОГО моста 15, слукит для Обеспечения вкл гочен ного сас Ояния тирлстоаа18 при перехода управляюще(Г, напряжеНИЯ Щеэ НОЛЬ, Г а (РВНС(ГЮРМЭТОР 8 ) 1размещены основная 20 и дополнитель ая21 ОбмОтки подмагничив)аниР пос;ОянноготОка. Основная Обмо 1 а.О ГОдмаГничиваниясоединена последовательнк(. ":"(, Ов. й ка Гуш -кой б, причем они зашун и ".Ованы диод ч .Основная обмотка 20 слуклт,о ля подга"-.ичивания р)ансформатопа 1 ( л Обесг,ечивае Г О: .клю(ение тирисгора 18 п:.сле Останов:(яЯкоря Дополните( эя б"О"Я 1 Р)-"-"НИЧ(ваНИ) СЛУП ЯЛЯ )Л)Р.)с)- (:Я Ча)-, С ),) де,- Оемещения якоря путем Регулярс Оания.:,; Оаемого на нее постоянного напряжения)(це 1 жания тиристора 18 в выкл.Оч:;чиосостав-;" Г дО возвращеиия ,карл 2 в ис(:н. е положен ле Гря холостом ходе./ЛГ)Я У;:8)ЧЬ 8 Н)ЛЯ ВЛИЯНИ ПОИ)ТУ)жениподвижного серде(ника 3 к броневому ма(гнитопроводу 8 на усилие перемещения якоря вниз под действием пружины 10 броневой магнитопровод 8 и подвижный сердечник 9 могут быть установлены не со осно с осью якоря 2 (как показано на фиг, 1),а перпендикулярно к оси якоря 2. Тогда подвижный сердечник 9, связанный с якорем 2 и расположенный в плоскости, совпадающей с осью якоря 2, будет перемещатьсяв 10 направлении, перпендикулярном постоянному магнитному потоку, создаваемому в броневом сердечнике 8 основной 20 и дополнительной 21 обмотками подмагничиввния, За счет з-Ого уменьшается сос Гавля(ощая элеклгромагнитной силы н )еобраз)ователя 7) которая тормозит перемещение якоря 2 вниз под действием ) (р,14(ины 1 О.Изменение электрических и магнитных .Ф параметров электромагнитного механизмапри 8 ГО работе иллюстрируется временными диаграммами, показанными на фиг, 3,На фиг. За дано изменение тока 16 силовой катушки б в процессе ее включения и 2.1) Отключения, т.е, при возвратно-поступательном движении якоря. Следует иметь в виду, что ток 16 проходит и через основную Обмотку 20 подмагничивания преобразователя 7, т.е. 16=12 О. Характерные точки изме- ЗО нения коивой тока 6=120 определяютсяМОМЕНтаМИ ВРЕМ 8 НИ Ьуск, 11, 12, 13. Е 4, 15, И Ьус, В МОМЕНТ ЬусэаМЫКаЕТСЯ тУМбЛЕР "4, ключевой элемент 17 пробивается и.вкл(очается тир(лстор 18.,другие значения времени топределяют, т 1 - момент трогания якоря 2 вверх;2 - момент остановки якоря в крайнемвеохнем положении;40 1 з - момент отключения тиристора 18.силовой катушки б и основной обмотки 20 Г(одма Гь(ичи ва н и я;(4 - момент, когда ток, проходящий через силовую катушку б и основную обмотку 4 20 подмагничивания за счет обратного диода 22, уменьшается до нуля (это время соответствует началу движения якоря 2 вниз под действием пружины 10);:-:О (5 - момент окончания перемещенияякоря 2 вниз.На фиг, Зб дано изменение (перемещение) 3 положения якоря 2 в процессе включения и О-Гключения силовой катушки б. 5 Иа фиг, Зв дано изменение магнитнойиндукции Броц постоянного поля в преобразователе 7, вызванное;изменением тока основной обмоткиподмагничивания 20 в течение времениЪуск (555 постоянным напряжением дополнительной обмотки подмагничивания 21 в течение времени 1 пуск - 1 з;перемещением Я подвижного сердечника 9, связанного с якорем в течение времени пуск 15Нэ фиг, Зг показано изменение напряжения на выходе выпрямительного моста 16, т.е. напряжения, которое определяет состояние тиристора 18.На фиг. Зд представлено изменение в течение времени Ьускь магнитной индукции В 2 в преобразователе 7 от тока дополнительной обмотки 21 подмагничивания при неизменном напряжении на последней.Электромагнитный механизм работает следующим образом.При подаче постоянного напряжения на дополнительную обмотку 21 подмагничивания трансформатор 11 подмагничивается незначительно, При включении тумблера 14 напряжения на первичной 12 и вторичной 15 обмотках трансформатора 11 и на выходе выпрямительного моста 16 таковы (фиг. Зг), что ключевой элемент 17 пробивается и тиристор 18 включается. Через силовую катушку 6 и основную обмотку 20 подмагничивания проходит постоянный ток (фиг. За), Так как зазор между броневым магнитопроводом 8 и подвижным сердечником 9 относительно велик, то трансформатор 11 подмагничивается незначительно. По мере нарастания тока силовой катушки 6 якорь 2 начинает перемещаться вверх без поворотов(время т 1 на фиг. Зб), сжимая пружину 10, При этом подвижный фланец 3 притянут электромагнитной силой к корпусу 1, а якорь 2 за счет винта 4 поворачивает гайку 5 на один шаг. С перемещением якоря 2 движется вверх и подвижный сердечник 9, приближаясь к магнитопроводу 8. В результате подмагничивания трансформатора 11 индуктивность первичной обмотки 12 уменьшается, а напряжение 016 на ней, на обмотке 15 и на выходе выпрямительного моста 16 уменьшаются настолько, что ключевой элемент 17 закрывается (фиг. Зг). Тиристор 18 отключается (момент времени тз на фиг. За). Обмотки 6 и 20 обесточиваются и якорь 2 после уменьшения тока б до нуля под действием пружины 10 перемещается в нижнее положение в течение времени 1 Б(фиг, Зб). При этом гайка 5 остается неподвижной зэ счет сил самоторможения связанного с ней механизма, а винт 4 вывертывается из нее вместе с поворотом якоря 2 и подвижного фланца 3, так как последний с исчезновением постоянного магнитного потока Ф теряет электромагнитную связь с корпусом 1 и свободно повора 5 10 15 го 25 30 35 40 45 50 чивается вместе с якорем, В момент време/ни тпуск напряжение 016 нэ выпрямительном мосте 16 снова возрастает, ключевой элемент 17 пробивается и включается тири- стор 18. Якорь снова поднимается вверх и поворачивает гайку 5 еще на один шэг, Шаговое перемещение гайки 5 будет происходить до тех пор, пока включен тумблер 14,Рассмотрим случай, когда напряжение на дополнительной обмотке 21 подмагничивания изменили, например, повысили, Тогда магнитная индукция В 2 (фиг. Зд) возросла (пунктирная линия). Вырастает и магнитная индукция Вро) (пунктирная линия на фиг, Зв), Это приводит к отключению тиристора 18 в момент времени 13Таким образом, изменяют время включенного состояния тиристора 18, а следовательно, и частоту перемещения якоря.При таком устройстве отключение и включение (управление) силовой катушки происходит в результате изменения трех параметров:, координаты якоря;тока силовой катушки, проходящего через основную обмотку подмагничивания, и тока дополнительной обмотки подмагничивания, благодаря чему обеспечивается надежное отключение и включение силовой катушки электромагнитных механизмов различного назначения и регулируется частота перемещения якоря, в результатечегоупрощается устройство управления, повышается его надежность и.расширяется область его применения на электромагнитные механизмы различного назначения, мощности и габаритов с регулированием частоты перемещения якоря, что избавляет от необходимости разработки ряда устройств управления для конкретных механизмов с меньшей надежностью и ограниченной (по частоте перемещения якоря) областью применения, Поэтому стоимость предлагаемого электромагнитного механизма будет значительно дешевле известн ых.Предлагаемый электромагнитный механизм предусматривается использовать в приводе гидрораспределителя и стрелочного привода, а также в приводах пропорциональных клапанов, захватов манипуляторов, тормозных систем различного назначения, задвижек и отбойных молотков, для клепки и рубки металла и в приводах других аналогичных механизмов. Формула изобретения Электромагнитный механизм, содержащий корпус якоря, силовую катушку, преобразователь перемещения с обмоткой обратной связи переменного тока и тири- стор, причем силовая катушка включена вцепьтиристора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения эксплуатационных возможностей, в него введены дроссель, ключевой элемент, выпрямительный мост и выводы для подключения регулируемого источника постоянного Напряжения, преобразователь перемещения Выполнен в виде неподвижного броневого Магнитопровода, связанного с корпусом, и повижного сердечника, связанного с якорем, редний стержень броневого магнитопровода ыполнен в виде трансформатора, первичной рбмоткой которого служит указанная обмотка рбратной связи переменного тока, на среднем стержне броневого магнитопровода размещены основная и дополнительная обмотки подмагничивания постоянного тока, причем вторичная обмотка трансформатора 5 через выпрямительный мост и ключевойэлемент включена в цепь управления тиристором, обмотка дросселя включена последовательно с первичной обмоткой трансформатора, основная обмотка под О магничивания включена последовательнос силовой катушкой, дополнительная обмотка подмагничивания соединена с выводами для подключения регулируемого ист )чника постоянно ,апряжения./20"0) г.З Составитель А.Каретниковедактор А.Ревин Техред М.Моргентал Корректор О,Кравцова Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 Заказ 3894 ВНИИПИ Госуд Тираж 458 Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушскзя наб 4/5