Електромагніт

1. Електромагніт, що містить сердечник із силовою обмоткою, якір, розміщений у сердечнику з можливістю зворотно-поступального переміщення і повороту, і пристрій для зниження струму навантаження силової обмотки, виконаний з можливістю підключення до джерела постійного струму, який відрізняється тим, що пристрій для зниження струму навантаження силової обмотки включає стабілізатор напруги, генератор імпульсів, блок регулювання імпульсів і підсилювач потужності імпульсів, при цьому стабілізатор напруги і підсилювач потужності імпульсів установлені з можливістю підключення до джерела постійного струму, виходи стабілізатора напруги з'єднані з відповідними входами генератора імпульсів і блока регулювання імпульсів, вихід блока регулювання імпульсів зв'язаний з відповідним входом генератора імпульсів, вихід генератора імпульсів з'єднаний із входом підсилювача потужності імпульсів, а вихід підсилювача потужності імпульсів підключений до силової обмотки сердечника. 2. Електромагніт за п.1, який відрізняється тим, що стабілізатор напруги оснащений пристроєм для контролю напруги. 3. Електромагніт за будь-яким з пп.1, 2, який відрізняється тим, що сердечник з силовою обмоткою і якорем розміщені в корпусі. 4. Електромагніт за будь-яким з пп.1-3, який відрізняється тим, що отвір у сердечнику для розміщення якоря виконано з конічним сідлом, а якір оснащений конічною поверхнею. 5. Електромагніт за будь-яким з пп.1-4, який відрізняється тим, що якір оснащений кільцевим виступом, виконаним із протилежної сторони від його конічної поверхні, а торець сердечника оснащений упорною шайбою. 6. Електромагніт за будь-яким з пп.1-5, який відрізняється тим, що якір оснащений зворотною пружиною. Корисна модель відноситься до пристроїв для переміщення і наступного утримання зв'язаних з ним елементів інших пристроїв у заданому положенні протягом деякого часу і може бути використана для автоматичного блокування дверей залізничних вагонів, переключення швидкостей коробки передач машин і механізмів, переміщення каретки з інструментом у верстатобудуванні, для приведення в дію гальмових муфт, наприклад, підйомно-транспортного устаткування, для відкривання доступу повітря на пожежній заслінці і т.п. Відомий електромагніт типу ЕЛС-3 (див. технічний паспорт на виріб №2099005 1494 від 30.05.1990р.), що містить сердечник із силовою обмоткою, якір, розміщений у сердечнику з можливістю зворотно-поступального переміщення і повороту, і пристрій для зниження струму силової обмотки, виконаний з можливістю підключення до джерела постійного струму. При цьому пристрій для зниження струму силової обмотки виконаний у вигляді додаткової обмотки з проводу високого опору, установленої на силовій обмотці і зв'язаної з нею з можливістю роз'єднання за допомогою нормально замкнутих контактів. При підключенні силової обмотки сердечника до джерела постійного струму якір втягується в сердечник і додаткова обмотка через нормально замкнуті контакти заживлюється постійним струмом, знижуючи тим самим струм силової обмотки. Недоліками конструкції відомого електромагніта є значні непродуктивні витрати електроенергії, яка неминуче витрачається, по-перше, на нагрівання елементів електромагніта, обумовлене використанням резистивного гасіння струму для зниження струму навантаження силової обмотки в режимі утримання, і, по-друге, на безперервне надмірне накопичування сердечником електромагнітного поля, процес якого продовжується і після насичення сердечника струмом, необхідним для утримання якоря. Нагрівання електромагніта викликає необхідність кількаразового його відключення для охолодження, що приводить до короткочасного режиму роботи електромагніта і, як наслідок, до низького ККД. Крім того, обмежений ю со 00 4835 конструкцією діапазон зусиль втягування й утримання не дозволяє використовувати електромагніт для широкого діапазону зусиль без зміни його конструкції. В основу корисної моделі поставлена задача створити такий електромагніт, у якому нове конструктивне виконання пристрою для зниження струму навантаження силової обмотки і його конструктивний взаємозв'язок із сердечником дозволили б виключити непродуктивні витрати електроенергії, підвищити ККД, а також розширити технологічні можливості електромагніта. Поставлена задача вирішується тим, що в електромагніті, що містить сердечник із силовою обмоткою, якір, розміщений у сердечнику з можливістю зворотно-поступального переміщення і повороту, і пристрій для зниження струму силової обмотки, виконаний з можливістю підключення до джерела постійного струму, відповідно до корисної моделі пристрій для зниження струму силової обмотки включає стабілізатор напруги, генератор імпульсів, блок регулювання імпульсів і підсилювач потужності імпульсів. При цьому стабілізатор напруги і підсилювач потужності імпульсів установлені з можливістю підключення до джерела постійного струму, виходи стабілізатора напруги з'єднані з відповідними входами генератора імпульсів і блоку регулювання імпульсів, вихід блоку регулювання імпульсів зв'язаний з відповідним входом генератора імпульсів, вихід генератора імпульсів з'єднаний із входом підсилювача потужності імпульсів, а вихід підсилювача потужності імпульсів підключений до силової обмотки сердечника. Для забезпечення роботи електромагніта при наявності перепадів напруги джерела постійного струму, наприклад, у випадку автоматичного блокування дверей залізничного вагона, стабілізатор оснащений пристроєм для контролю напруги. Сердечник із силовою обмоткою і з якорем розміщені в корпусі. Для створення додаткового зусилля утримання якоря отвір у сердечнику для розміщення якоря виконаний з конічним сідлом, а якір оснащений конічною поверхнею, якір має кільцевий виступ, виконаний із протилежної сторони від його конічної поверхні, а торець сердечника оснащений упорною шайбою. Для забезпечення зворотно-поступального переміщення відносно сердечника якір оснащений зворотною пружиною. Суть електромагніта, що заявляється, пояснюється представленим кресленням. Електромагніт включає циліндричний корпус 1 з розміщеними в ньому сердечником 2 із силовою обмоткою 3 і якорем 4, і пристрій для зниження струму навантаження силової обмотки 5. Циліндричний корпус 1 оснащений торцевою кришкою 6, у якій виконаний осьовий отвір 7. Торцева кришка 6 із внутрішньої сторони має кільцевий паз 8 і виконана з латуні. Сердечник 2 встановлений у циліндричному корпусі 1 нерухомо і виконаний у вигляді магнітопровода 9 і котушки 10, на якій розміщена силова обмотка 3. Магнітопровод 9 виконаний з циліндричною зовнішньою поверхнею і оснащений з одного тор ця фланцем 11, що утворює другу торцеву кришку циліндричного корпуса 1. На циліндричній зовнішній поверхні магнітопровода 9 до упирання у фланець 11 установлена котушка 10, при цьому довжина котушки 10 перевищує довжину магнітопровода 9. Магнітопровод 9 оснащений осьовим отвором 12, при цьому отвір 12 із протилежної фланцю 11 сторони виконаний таким, що конічно розширюється до торця, а більший діаметр отвору 12 дорівнює діаметру зовнішньої циліндричної поверхні магнітопровода 9 і діаметру отвору 13 у котушці 10. Отвір 12 утворює конічне сідло. Магнітопровод 9 виконаний з електротехнічної сталі. У циліндричному корпусі 1 з іншого торця котушки 10 встановлена упорна шайба 14, зафіксована розпірною втулкою 15, розміщеною в корпусі 1 між упорною шайбою 14 і торцевою кришкою 6. Упорна шайба 14 виконана з магнітопроводного матеріалу. Якір 4 встановлений в отворах 12 і 13 магнітопровода 9 і котушки 10 відповідно з можливістю зворотно-поступального переміщення і повороту. Якір 4 виконаний у вигляді циліндра 16, оснащеного з його протилежних сторін напрямною 17 і вихідним пальцем 18, встановленим в отворі 7 торцевої кришки 6. Між циліндром 16 і напрямною 17 якоря 4 виконана конічна поверхня 19, форма і розміри якої відповідають формі і розмірам конічного сідла 12 магнітопровода 9. З протилежної конічній поверхні 19 сторони циліндра 16 є кільцевий виступ 20. Зовнішній діаметр кільцевого виступу 20 відповідає діаметру кільцевого паза 8 торцевої кришки 6. Якір 4 оснащений поворотною пружиною 21, встановленою на напрямній 17. На силовій обмотці 3 котушки 10 розміщений ізолюючий каркас 22. Пристрій для зниження струму силової обмотки 3 включає стабілізатор напруги 23, генератор імпульсів 24, блок регулювання імпульсів 25 і підсилювач потужності імпульсів 26. Стабілізатор напруги 23 і підсилювач потужності імпульсів 26 виконані з можливістю підключення до джерела постійного струму. Виходи стабілізатора напруги 23 з'єднані з відповідними входами генератора імпульсів 24 і блоку регулювання імпульсів 25. Вихід блоку регулювання імпульсів 25 зв'язаний з відповідним входом генератора імпульсів 24. Вихід генератора імпульсів 24 з'єднаний з відповідним входом підсилювача потужності імпульсів 26. Вихід підсилювача потужності імпульсів 26 підключений до силової обмотки 2 сердечники 1. Робота електромагніта здійснюється в такий спосіб. У вихідному положенні якір 4 під дією зворотної пружини 21 знаходиться в крайнім лівому положенні, при цьому конічна поверхня 19 якоря 4 не взаємодіє з конічним сідлом 12 магнітопровода 9 і кільцевий виступ 20 якоря 4 не упирається в упорну шайбу 14 магнітопровода 9. Вихідний палець 18 якоря 4 з'єднують, наприклад, з важелем механізму блокування двері (на кресленні не показане). Стабілізатор напруги 23 і підсилювач потужності імпульсів 26 підключають до джерела постійного струму і подають напругу величиною 27 V. Стабілізатор напруги 23 знижує вихідну напругу до 12 V і подає її на входи генера 4835 тора імпульсів 24 і блоку регулювання імпульсів 25. Генератор імпульсів 24 формує прямокутні імпульси заданої тривалості. Блок регулювання імпульсів 25 включає генератор імпульсів 24 у тяговий режим, задаючи визначену частоту проходження прямокутних імпульсів. Підсилювач потужності імпульсів 26 підсилює потужність отриманих від генератора 24 імпульсів і формує на виході пилкоподібні імпульси тієї ж тривалості. Останній передає отримані посилені короткочасні імпульси на силову обмотку 3 сердечника 2. При протіканні по силовій обмотці 3 імпульсів струму сердечник 2 намагнічується, створюючи тим самим електромагнітне поле, достатнє для втягування якоря 4 у сердечник 2. Якір 4, переборюючи опір зворотної пружини 21, переміщує важіль механізму блокування двері в задане положення. Переміщення якоря 4 відбувається до повного контакту його конічної поверхні 19 з конічним сідлом 12 магнітопровода 9 і торця виступу 20 із упорною шайбою, створюючи тим самим додаткове магнітне поле і збільшуючи зусилля утримання якоря 4 в робочому стані. Блок регулювання імпульсів 25 переключає генератор імпульсів 24 у режим утримання, зменшуючи частоту проходження прямокутних імпульсів і, аналогічним образом, створюючи електромагнітне поле сердечника 2, достатнє для утримання якоря 4 і з важелем механізму блокування двері у встановленому раніше положенні. По закінченні режиму утримання якоря 4 в утягненому положенні електромагніт відключають від джерела постійного струму. Сердечник 2 розмагнічується і якір 4 під дією зворотної пружини 21 по Комп'ютерна верстка Н. Лисенко вертається у вихідне положення, переміщаючи тим самим важіль механізму блокування двері у вихідне положення. Таким чином, на силову обмотку сердечника електромагніта подаються потужні короткочасні імпульси струму, які достатні для насичення котушки із силовою обмоткою і магнітопровода в цілому і створення зусилля втягування і утримання якоря, що дозволяє виключити надмірне накопичування сердечником магнітного поля, нагрівання елементів електромагніта і, як наслідок, непродуктивні витрати електроенергії, і, разом з тим, забезпечити тривалий режим роботи електромагніта і підвищення його ККД. Можливість регулювання частоти проходження імпульсів, а саме, регулювання режимів роботи, дозволить розширити технологічні можливості використання електромагніта без зміни його конструкції. Крім того, запропонована конструкція електромагніта за рахунок виконання пристрою для зниження струму навантаження силової обмотки безконтактним забезпечує підвищення терміну його служби. Виконання всіх елементів електромагніта з можливістю щільного прилягання один до одного в робочому стані дозволяє збільшити електромагнітне поле і створити додаткове зусилля утримання якоря в утягненому положенні, що підвищує надійність роботи електромагніта. Виконання корпуса і сердечника циліндричними забезпечує рівномірний відвід тепла від елементів електромагніта. Електромагніт, що заявляється, при мінімальних габаритах дозволяє знизити споживані витрати електроенергії в 4-15 разів і забезпечити довгостроковий (цілодобовий) режим роботи. Підписне Тираж 37 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601