Электромагнит

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 171469 РЕСПУБЛИК 1 Г 71 51) КОМИТЕТ И ОТКРЫТИГОСУДАРСТВЕННЬ ПО ИЗОБРЕТЕНИ ПРИ ГКНТ СССР. ТЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТВУ к электротехниаратостроению, чности и эконоромагнит содер, якорь 5 в виде ого магнита с отренняя поверх- полярность, чем ия 2 з,п.ф-лы, 9 конструкторско ство СССР13, 1986.714,ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВ(56) Авторское свидетелМ 1389669, кл. Н 01 Р 7Патент США М 3775кл. Н 01 Г 7/08, 1973,Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в электромагнитах . или в электроприводных устройствах с возвратно-поступательным перемещением рабочего органа, .Известен электромагнит, состоящий из магнитопровода, стопа. сердечника с обмоткой, подпружиненного якоря, выполненного из полых телескопических цилиндров, изготовленных из ферромагнитного. материала и соединенных подвижно между собой,Недостаток известного электромагнита заключается.в том, что при положении якоря во втянутом положении обмотка сердечника постоянно находится под током, т,е. постоянно расходуется электроэнергия. Из-за наличия пружины, возвращающей якорь в .исходное положение, требуется дополнительный расход электроэнергии для удержа-. ния пружины в.сжатом состоянии.При перемещении якоря происходит износ его трущихся поверхностей, что снижает долговечность электромагнита.Известен также электромагнит, состоящий из С-образного монолитного сердечни/. .ка с обмоткой, якоря из постоянного. магнита, поляризованного вдоль оси элект 2 (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТ (57) Изобретение относится ке, а именно к электроапп Цель - повышение долгове мия электроэнергии. Элект жит сердечник 2 с обмоткой цилиндрического постоянн верстием, наружная и внут ности якоря имеют разную достигается цель изобретен ил. омагнита, с направляющими втулками,асположенными между сердечником и якоем Недостатки электромагнита заключаются в том, что якорь намагничен вдоль оси электромагнита, поэтому под действием магнитного взаимодействия с сердечником якорь может перекашиваться, что при перемещении якоря увеличивает износ направляющих и якоря, Кроме того, С-образный сердечник выполнен монолитным, что увеличивает расход. электроэнергии на нагрев сердечника из-за возникновения токов Фуко. Цель изобретения - повышение долговечности и экономичности.Поставленная цель достигается тем, что в элекТромагните, содержащем корпус, сердечник С-образной формы с обмоткой якорь, выполненный из постоянного магнита, направляющую якоря, расположенную между якорем и.сердечником, в якоре выполнено отверстие, соосное с наружной цилиндрической поверхностью якоря, якорь намагничен радиально таким образом, что поверхность якоря, образованная указанным отверстием, имеет одну полярность. анаружная поверхность якоря - другую полярность, сердечник выполнен из набора магнитопроводящих пластин.Поскольку якорь .намагничен радиально, то силы магнитного взаимодействия между сердечником и якорем, возникающие при,подключении обмотки сердечника к источнику электроэнергии, заставляют якорь "всплывать" и с малым трением перемещаться в направляющей, расположенной между сердечником и якорем, при этом повышается долговечность электромагнита.Так как С-образный сердечник выполнен из набора магнитопроводящих пластин, уменьшаются потери электроэнергии на нагрев сердечника, чем достигается экономия электроэнергии.На фиг.1 изображен продЬльный разрез электромагнита; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг,З - продольный разрез электромагнита с цилиндрическим сердечником; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.З; на фиг.5 - продольный разрез электромагнита с наружным расположением якоря; на фиг,6 - сечение В-В на фиг,5; на фиг.7,8,9- варианты сердечника.Электромагнит содержит корпус 1, выполненный из немагнитного материала, в котором закреплен сердечник 2, состоящий из набора С-образных пластин из магнитопроводного материала,Внутренние края С-образных пластин собраны в пакет и образуют внутреннюю цилиндрическую поверхность сердечника, в которой расположена направляющая втулка 3 в виде тонкостенного цилиндра, выполненного из немагнитного материала, например из алюминиевого сплава с анти.фрикционным покрытием внутренней поверхности. На сердечнике 2 расположена обмотка 4. Втулка.З расположена между сердечником 2 и якорем 5, изготовленным из постоянного магнита в форме цилиндра с центральным отверстием, соосным с наружной цилиндрической поверхностью, поляризация которого выполнена по радиусу, например, внутренняя поверхность имеет магнитный полюс 3, а наружная - полюс Й.На якоре 5 закреплена ось 6, выполненная из немагнитного материала, на которой установлен клапан 7.На правом и левом торцах внутри корпуса 1 закреплены предохранительные эластичные буферы 8.Сердечник 2 может иметь различную конструкцию и изготовлен из магнитомягкого или магнитотвердого материала,На одном из наружных торцов корпуса (см, фиг.5) может быть установлен постоянный магнит 9, полюс которого; обращенный к якорю, противоположен полюсу якоря 5.Сердечник может быть выполнен из четырех пакетов; набранных из С-образных 5 пластин и расположенных под углом 90друг к другу, таким образом, что внутренний и наружный контуры образуют цилиндрические поверхности (см. фиг.7)При этом электромагнит имеет схему, 10 изображенную на фиг.1.На фиг.8 - изображен сердечник, набранный из С-образных пластин переменной толщины,образующих полый цилиндр, при этом обмотка располагается на внеш ней поверхности сердечника, а электромагнит имеет схему, изображенную.на фиг.3.На фиг.9 изображен сердечник,.набранный из С-образных пластин, зеркально расположенных друг относительно друга, при 20 этом обмотка располагается на средней перемычке сердечника, а электромагнит имеет схему, изображенную на фиг.5.Работает электромагнит следующим образом.25 При обесточенной обмотке 4 якорь 5располагается у одного из полюсов сердечника, например у левого полюса.Поскольку якорь 5 изготовлен,. из постоянного магнита, он удерживается в ука .занном положении за счет магнитноговзаимодействия в магнитоактивным материалом сердечника.При подаче тока в соответствующем направлении в обмотку 4 сердечник намагни чивается таким образом, что полюс, укоторого располагается якорь 5, прйобретает полярность й, одинаковую с полярностью якоря, а второй полюс сердечника приобретает обратную полярность -Я.40 На якорь со стороны полюса й сердечника действует выталкивающая сила, а со стороны полюса Я - притягивающая. Под, действием этих сил якорь перемещается. кполюсу Я сердечника и останавливается на против него, При выключении тока в обмотке 4 якорь остается у полюса 3. сердечника 2 за счет действия магнитных сил между якорем 5 и правым полюсом сердечника.Для перемещения якоря в исходное по ложение к левому полюсу необходимо изменить направление тока в обмотке 4 на обратное, тогда правый полюс сердечника 2 приобретает полярность й, одинаковую с полярностью наружной поверхности якоря 55 5, а левый - полярность 5, и якорь под действием этих сил переместится влево в исходное положение.При использовании предлагаемогоэлектромагнита создаются следующие преимущества по сравнению с известными.1714690 5Изменяя размеры сердечника, можно изготовить электромагнит с любым необходимым ходам якоря (клапана).После срабатывания электромагнита обмотка обесточивается, но электромагнит выполняет свои функции (якорь удержива ется в необходимом положении), не потребляя электроэнергии, что является потенциальной защитой от дефекта, например, при обесточивании электроцепи,При использовании электромагнита с 10 дополнительным, удерживающим магнитом на торце. корпуса удерживающая сила, действующая на якорь, в крайнем положении при обесточенной обмотке значительно больше и способствует применению элект ромагнита в системах, в которых на клапан электромагнита могут действовать большие силы. При срабатывании электромагнита в 20 момент подачи тока в Обмотку якорь "всплывает" в магнитном поле сердечника и без трения о направляющую втулку перемещается к другому полюсу сердечника,:что повышает долговечнбсть электромагнита. 25 Поскольку не применяется возвратная пружина, не расходуется энергия на удержание ее в сжатом состоянии после сработки электромагнита.Формула изобретения 1. Электромагнит, содержащий корпус, сердечник С-образной. формы с обмоткой, якорь в виде цилиндрического постоянного магнита, якорь расположен соосно с сердеч- . ником с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси сердечника, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения долговечности, он снабжен направляющей для якоря, в указанном якоре выполнено осевое отверстие, якорь намагничен радиально таким образом, что внутренняя поверхность якоря и наружная поверхность имеют разную. полярность.2. Электромагнит по п.1, отл ича ющий с я тем, что, с целью экономии электроэнергии, сердечник С-образной формы выполнен из набора магнитопроводящих пластин.3. Электромагнит по п.2. отл ича ю щий с я тем, что магнитопроводящие пластины сердечника выполнены из магнитотвердого материала.1714690 1Составитель Ю.Романов.Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий Редактор О,Стени ьский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 Производственно-и аказ 698 ВНИИПИ Госу Тираженного комитета по изоб 13035, МосКва, Ж, Рау Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССРкая наб., 4/5