Электромагнитное движущее устройство

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено г 70879 (21) г 811731/27-11 (51)МКл. В 60 .13/00 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Госуяарствеиимк комитет СССР ко ледам изобретеиий к открмткк(73) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по трубопроводным контейнернымтем(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ДВИЖУЩЕЕ УСТРОИСТВО Изобретение относится к транспортным средствам с электротягой и предназначено для использования в кон" тейнерных транспортных системах.5Известно электромагнитное движущее устройство, содержащее расположенные в ряд вдоль пути движения электромагниты, подключенные через соединенный с блоком управления коммутатор к бло ку питания, ферромагнитные втягиваеьеюе элементы, чередующиеся с постоянным шагом с немагнитными элементами, и соединенные с блоком управления датчики положения перемещаемого объекта, установленные перед электро магнитами 1.Однако обмотки электромагнитов в известном устройстве имеют сравни- . тельно большое значение постоянной времени, которое в зависимости от 20 размеров и тягового усилия может до" стигать 0,1-0,5 с. В результате этого переходный процесс при включении и выключений обмотки возбуждения длится от долей секунды до секунды 25 и даже более. Это не позволяет полу. - чать высоких скоростей движения. Если обмотку можно включать с опереже" кием, то с выключением дело обстоит гораздо сложнее. За время втягивания 30 ферромагнитного элемента ток не успевает уменьшиться до нуля и при дальнейшем движении, когда ферромагнитный элемент начинает выходить из электромагнита, отрицательная сила и ток начинают снова увеличиваться,так как знак первой производной потокосцепления меняется на обратный. Кинетическая энергия движущейся части в этом случае переходит в тепло, потери на нагрев электромагнита возрастают и коэффициент полезного действия будет небольшим.Цель изобретения " повышение коэффициента полезного действия при движении на высоких скоростях.Поставленная цель достигается тем, что электромагниты скомпанованы в две одинаковые группы, а коммутатор выполнен двухканальным, причем каждый канал снабжен блоком форсированного переключения и соединен с соответствующей группой электромагнитов, при этом электромагниты в каждой группе расположены с шагом, равньве величине от одной и одной трети до удвоенной длины электромагнита,рас-стояние между передними торцами смеж" ных электромагнитов соседних групп в полтора раза больше указанного ша 856871га, а шаг чередования ферромагнитныхвтягиваемых элементов равен шагу расположения электромагнитов в группе,умноженному на число электромагнитовв ней,На Фиг. 1 схематично представленоэлектромагнитное движущее устройство;.на Фиг. 2 - схема одного канала ком"мутатора; на фиг. 3 - кривые тягового усилия в каждом электромагните,суммарного тягового усилия и тока привключении и выключении для известно- Ыго устройства на фиг. 4 - то же,для предлагаемого устройства.Электромагнитное движущее устройство содержит скомпонованный в группы 1 и 2 ряд соленоидных электромагнитов 3, индуктивности которых впервой группе обозначены как 3.1, 3.2,33Электромагниты 3 расположенывдоль пути иа направляющей 4, например на трубопроводе иэ немагнитногоматериала, и подключены соответственно через каналы 5 и 6 коммутатора 7 кисточнику 8 питания. Перед переднимиторцами электромагнитов установленыдатчики 9 прохождения, выходы которых Исоединены со входом блока 10 управления, соединенного, в свою очередь, скоммутатором 7.Внутри направляющей 4 расположеныФерромагнитные втягнваемые элементы ,3911, чередующиеся с немагнитными элементами 12, которые могут представлять собой грузовые контейиЕры.Электромагниты в каждой группе расположены с шагом Ь, равным величине,лежащей в пределах от одной и однойтрети до удвоенной длины 1,электромагнита, расстояние а между передними торцами смежных электромагнитовсоседних групп в полтора раза больше ф)шага Ь, а шагчередования ферромаг"нитных втягиваемых элементов равеншагу Ь расположения электромагнитовв группе, умноженному на числа электромагнитов в ней.4.,ж;ый канал коммутатора 7 (нафиг. 2 представлен канал 5) содержитобщий для группы электромагнитов тиристор 13, блок 14 Форсированного переклкчения, представляющий собой мостовую схему на тиристорах 15-18 сконденсатором 19 в одной из диагоналей, тиристоры 20-22, каждый для соответствующего электромагнита группы, и схему 23 отключения тиристора 13. ЯУстройство работает следующим образом.При подходе Ферромагнитного элемента 11 к торцу, например первогоэлектромагнита группы 1, стоящий пе- щред ним датчик. 9 вырабатывает сигнал. По этому сигналу блок 10 управления вырабатывает импульсЫ, которыеуправляют соответствующими ключевыми элементами коммутатора, т.е. ти ристорами. В результате этого пЕрвыйэлектромагнит группы 1 подключается к источнику 8 через канал 5 коммутатора 7. Так как каналы 5 и 6 коммутатора 7 снабжены блоками 14 форсированного переключения, переходный процесс заканчивается быстро (эа 0,01-0,025 с).Форсирование включения и выключения в каждом канале осуществляется за счет накопительного конденсато" ра, который при помощи тиристорныхмостовых схем подключается параллельно электромагнитам, образуя с обмотками электромагнитов при включении и выключении короткозамкнутые колебательные контуры. В результате этого переходные процессы протекают в 20- 40 раз быстрее, чем п 1.л непосредственном включении и выключении. При этом энергия электромагнитного поля обмотки электромагнита, перешедшая в энергию электрического поля конденсатора при выключении, используется для Форсированного включения следующего электромагнита в данной группе. После включения первого электромагнита 3 группы 1 на ферромагнитный элемент 11 действует втягивающая сила. В положении, когда передний торец ферромагнитного элемента 11 еще не дошел до заднего торца первого электромагнита 3 группы 1 на величину перекрытия, предыдущий Фзрромагнитный элемент 11 достигает торца первого электромагнита 3 группы 2 и этот электромагнит по сигналу с соответствующего датчика 9 подключается к источнику 8 питания через каналб коммутатора 7, который работает аналогично каналу 5. В положении,когда Ферромагнитный элемент 11 погружается в первый электромагнит 3 группы1, т.е. когда задний торец выходитиз-под датчика 9, последний вырабатывает сигнал и с блока 10 подаются нмпульсы на соответствующие ключевыеэлементы канала 5 коммутатора 7. Происходит Форсированное отключение электромагнита. Энергия электромагнитного поля обмотки этого электромагнита переходит в энергию электрического поля конденсатора, входящегов блок Форсированного переключения в канале 5 коммутатора 7. При подходе тягового ферромагнитного элемента к торцу второго электромагнита группы 1 срабатывает датчик, стоящийперед ним, и за счет накопленнойэнергии при отключении первого электромагнита происходит Форсированноевключение второго электромагнита данной группы и так далее. Таким образом, при движении происходит чередование включения электромагнитов пер" вой и второй групп. Для обеспеченияравномерной тяги осуществляется перекрытие по времени нахождения двухформула изобретения ферромагнитных тяговых элементов в зонах действия втягивающего усилия. Четкая последовательность переключения и перекрытие моментов включения достигается за счет определенных соотношений между раэмерамк электромаг" китов и величин, характеризующих их геометрическое расположение.При этом между моментом окончания ,спада тока при отключении электромагнита и моментом включения следующего электромагнита в этой же группе обеспечивается временной интервал, необходимый для восстаковленкя запирающих свойств ключей в каналах коммутатора.Кривые 24 на фиг. 3 представляют собой нарастание и спад тока для известного устройства при включении и выключении одного электромагнита при движении со скоростью 2 м/с. Кривые 25 - втягивающие усилия в каждом электромагните, кривая 26 - суммарное втягивающее усилие. Включение должно осуществляться за 1,2 м до торца электромагнита. Отключение осуществляется в момент подхода втягиваемого Ферромагнитного элемента к торцу. электромагнита. Даже при этом. ток не успевает снизиться до нуля и при выходе втягиваемого элемента из электромагнита возникает отрицательная сила.В предлагаемом устройстве для получения такой же величины средней силы тяги при скорости 2 м/с протекание тока при включении и отключении одного электромагнита представлено кривыми 27, кривые 28 - втягивающие усилия в каждом электромагните,кривая - 29 суммарное втягивающее усилие. Переходные процессы при включении н выключении заканчиваются за 0,02-0,025 с. Суммарный ток в обмотке электромагнита существенно ниже, чем в предыдущем случае, тепловые потери снижаются и КПД повышается с 10-20 до 50-60. Применение изобретения в чепрерывных контейнерных транспортных системах позволяет не менее, чем в двараза сократить расход электроэнергиичто дает существенный экономический з эФФект. Электромагнитное движущее устройство, содержащее расположенные в рядвдоль пути движения электромагниты,подключенные через соединенный с блоком управления коммутатор к блокупитания, Ферромагнитные втягнваеваае15 элементы, чередующиеся с постоянниюшагом с немагнитными элементами, исоединенные с блоком управления датчики положения перемещаемого объекта, установленные перед электромаг-.;Я нитами, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения коэффициентаполезного действия при движении навысоких скоростях, электромагнитыскомпанованы в две одкнаковые груп 2 пы, а коммутатор выполнен двухканальнйм, причем каждый канал снабжен блоком форсирующего переключения к соединен с соответствующей группойэлектромагнитом, при этом электромаг"ниты в каждой группе расположены сЗ шагом, равньм величине от одной кодной трети до удвоенной длины электрснфагнита, расстояние между нередкими торцами смежных электромагнитовсоседних групп в .полтора раза большеуказанного шага, а шаг чередованияФерромагнитных втягиваемых элементовравен шагу расположения электромагнитов в группе, умноженному на числоэлектромагнитов в ней.40Источники инФормации,принятые во внимание прк экспертизею1Патент СВИ 9 3771462,кл. 104-148, 1973 (прототип).856871 1 се оставитель Э.Коекред М. Голинк тенко Редактор В.Ивано орректор М,Подписно Закаэ 7094у Д 130 Патент", г. Умгород, ул. Проектная, 4 Тирам ИПИ Государс о делам иэоб 35, Москва,32енного комитет тений и открыт 35, Раушская н