Електромагнітний привід

1. Електромагнітний привід, що містить коаксіально розташовані котушку, кільцеподібний корпус, сердечник з циліндричним виступом, що виконаний з магнітом'якого матеріалу, а також фланець, причому котушка, сердечник і фланець виконані з циліндричними отворами, а сердечник і корпус мають плоскі торці, що паралельні один одному і перпендикулярні осі приводу, який відрізняється тим, що корпус виконаний з магнітом'якого матеріалу, один з торців корпусу і торець сердечника з боку кільцеподібного виступу сполучені один з одним за допомогою фланця, в отворах 3 15210 4 виступу прохідного фланця. При пропусканні струсердечника і фланця розташований немагнітний му через котушку, в магнітопроводі, що шток, який виконаний з можливістю осьового пескладається з корпусу, якоря, упорного фланця і реміщення, шток сполучений з якорем дископодібпрохідного фланця з'являється магнітне поле, ної форми з діаметром, що перевищує внутрішній деталі магнітопроводу намагнічуються і виникають діаметр корпусу і має, принаймні, один плоский тягові сили, що притягують якір до упорного фланторець, що розташований навпроти торців сердеця (Q1) і упору прохідного фланця (Q2). Розміри чника і корпусу, протилежних торцям, що сполучемагнітопроводу підібрані так, що Q1>Q2 і якір ні фланцем, котушка розташована в просторі між переміщається до упорного фланця. Якщо імпульс частиною сердечника з меншим діаметром і корструму має достатню амплітуду, магнітотвердий пусом, а, принаймні, один постійний магніт, який корпус після відключення котушки залишається у намагнічений у радіальному напрямі, розташованамагніченому стані, забезпечуючи притиснення ний між корпусом і кільцеподібним виступом серякоря до упорного фланця (вимикач включений). дечника, причому осьовий розмір виступу сердечДля переміщення якоря у вихідне положення ченика перевершує осьовий розмір постійного рез котушку необхідно пропустити імпульс струму магніту. протилежного напряму. При цьому магнітотвердий Крім того, корпус, сердечник і фланець корпус розмагнічується, сила притиснення якоря виконані у вигляді однієї деталі. до упорного фланця зменшується і під дією В результаті використання корисної моделі, протидіючих пружин якір повертається до виступу що заявляється, забезпечується отримання прохідного фланця. технічного результату, що полягає в збільшенні Недоліком відомої конструкції електромагнітсили притягання якоря до нерухомої частини ного привіду є те, що в ньому практично неможлимагнітопровода. во застосувати висококоерцитивні постійні магніти, Відмітні ознаки електромагнітного привіду, що оскільки корпус, виконаний з магнітотвердого мазаявляється, а саме те, що корпус виконаний з теріалу, має великий осьовий розмір, внаслідок магнітом'якого матеріалу, один з торців корпусу і чого для намагнічування і розмагнічування корпусу торець сердечника з боку кільцеподібного виступу через обмотку слід пропускати дуже великі струми, сполучені один з одним за допомогою фланця, в які складно створювати і комутувати. Застосуванотворах сердечника і фланця розташований неманя магнітотвердих матеріалів з відносно невелигнітний шток, виконаний з можливістю осьового кою коерцитивною силою призводить до того, що переміщення, шток сполучений з якорем дископосила притягання якоря до упорного фланця виходібної форми з діаметром, що перевершує внутрідить відносно невеликою. При цьому, навіть шній діаметр корпусу і що має, принаймні, один незначні немагнітні зазори між деталями плаский торець, розташований напроти торців магнітопроводу призводять до істотного (у сердечника і корпусу, протилежних торцям, що декілька разів) зменшення сили притягання якоря сполучені фланцем, котушка розташована в просдо упорного фланця. Крім того, оскільки в даній торі між частиною сердечника з меншим діаметконструкції привіду сила утримання в притягнутому ром і корпусом, а постійний магніт, намагнічений в положенні створюється лише в одному зазорі, то в радіальному напрямі, розташований між корпусом пристроях, у яких потрібне створення великих зуі кільцеподібним виступом сердечника, причому силь утримання, наприклад, у вакуумних вимикаосьовий розмір виступу сердечника перевершує чах, необхідно збільшувати габарити і масу осьовий розмір постійного магніту, дозволяють привіду, що призводить до збільшення його збільшити силу притягання якоря до нерухомої вартості. частини магнітопроводу, зменшити габарити, масу В основу корисної моделі поставлене завдані вартість електромагнітного привіду. Виконання ня удосконалення електромагнітного привіду, в корпусу з магнітом'якого матеріалу в поєднанні із якому за рахунок введення нових конструктивних застосуванням постійного магніту, намагніченого у елементів, інших зв'язків між деталями, а також радіальному напрямі, дає можливість розташувати виготовлення деталей з інших матеріалів, забезпостійний магніт між корпусом і кільцеподібним печується збільшення сили притягання якоря до виступом сердечника, внаслідок чого постійний нерухомої частини магнітопроводу, що призводить магніт не сприймає ударних дій, що дає можлидо збільшення тягового зусилля, отже, до зменвість застосувати відносно крихкі висококоерцитишення габаритів, маси і вартості електромагнітновні магнітотверді матеріали, що забезпечують го привіду. створення великих тягових зусиль привіду. При Рішення поставленої задачі досягається тим, цьому, особливість конструкції, при якій один з що в електромагнітному привіді, що містить коакторців корпусу і торець сердечника з боку кільцесіальне розташовані котушку, кільцеподібний корподібного виступу сполучені один з одним за допус, сердечник з циліндричним виступом, що викопомогою фланця, а осьовий розмір виступу серденаний з магнітом'якого матеріалу, а також чника перевершує осьовий розмір постійного фланець, причому котушка, сердечник і фланець магніту, забезпечує витіснення магнітного потоку в виконані з циліндричними отворами, а сердечник і зазор між виступом сердечника поза постійним корпус мають плоскі торці, що паралельні один магнітом і корпусом, а також у фланець при ревеодному і перпендикулярні осі привіду, згідно корирсуванні струму в котушці, внаслідок чого нема сної моделі, корпус виконаний з магнітом'якого потреби у перемагнічуванні постійного магніту при матеріалу, один з торців корпусу і торець сердечвідключенні привіду, отже, забезпечується можлиника з боку кільцеподібного виступу сполучені вість застосування постійних магнітів з висококоеодин з одним за допомогою фланця, в отворах рцитивних магнітотвердих матеріалів, які забезпе 5 15210 6 чують збільшення зусилля притягання якоря до вано корпус 3, сердечник 2 і фланець 6 виконати у нерухомої частини магнітопроводу. Застосування вигляді однієї деталі. сполученого з якорем немагнітного штока, виконаЗапропонований електромагнітний привід на ного з можливістю осьового переміщення в отвоприкладі його використання у вакуумному вимикачі рах сердечника і фланця, виключає магнітне шунпрацює таким чином. тування зазора між якорем і сердечником, що У вихідному положенні (вимикач знаходиться у також сприяє збільшенню зусилля притягання якоположенні «вимкнено») котушка знеструмлена, а ря до нерухомої частини магнітопроводу. Розтапротидіючі пружини вимикача -контактна, можлишування постійного магніту між корпусом і кільцево, тарілчаста і та, що повертає, можливо, подібним виступом сердечника в поєднанні з циліндрова (на кресленні не показані), впливаючи якорем дископодібної форми з діаметром, що пена шток 7, разом з якорем 1 в осьовому напрямі, ревершує внутрішній діаметр корпусу і що має, притискують шток і якір до упору (на кресленні не принаймні, один плаский торець, розташований показаний). напроти торців сердечника і корпусу, протилежних Постійний магніт 5 створює поляризуючий маторцям, що сполучені фланцем, забезпечує ствогнітний потік, що проходить, зокрема, і через повірення тягового зусилля не в одному зазорі, як у тряні зазори між якорем 1 і сердечником 2, а також прототипі, а в двох зазорах - між сердечником і між якорем 1 і корпусом 3. При цьому виникає сиякорем і між якорем і корпусом, що також збільшує ла притягання якоря до сердечника 2 і корпусу 3. силу притягання якоря до нерухомої частини магЦя сила, унаслідок великого магнітного опору нітопроводу. Розташування котушки в просторі між повітряних зазорів, набагато менше сил, що ствочастиною сердечника з меншим діаметром і коррюються пружинами, і якір фіксується на упорі. пусом дозволяє раціонально використовувати вкаПри пропусканні через обмотку котушки 4 заний простір, зменшивши габаритні розміри приструму такого напряму, при якому створюваний віду. котушкою магнітний потік співпадатиме за напряКрім того, виконання корпусу, сердечника і мом з поляризуючим магнітним потоком, сумарний фланця у вигляді однієї деталі дозволяє спростити магнітний потік забезпечить створення конструкцію привіду, зменшити її вартість. електромагнітної сили, що перевершує силу В цілому, відмітні ознаки пристрою, що протидіючих пружин вимикача, і якір, впливаючи заявляється, є істотними і необхідними для досягна шток, притягнеться до нерухомої частини нення нового технічного результату. магнітопроводу, що складається з сердечника і За відомостями, що є у заявника, сукупність корпусу. При цьому контакти вимикача, що суттєвих ознак, що характеризують суть корисної механічно через систему важелів пов'язані з штомоделі, що заявляється, не відома з рівня техніки, ком, замкнуться (вимикач переходить у положення що дозволяє зробити висновок про відповідність «увімкнено»). Після притиснення якоря до корисної моделі критерію "новизна". Пристрій, що нерухомої частини магнітопроводу котушка заявляється, може бути неодноразово виготовлевідключається за допомогою пристрою управління но і використано в електротехнічній промисловості вимикачем, проте, якір залишається в притягнутоз отриманням очікуваного технічного результату, му положенні за рахунок сил, що створюються що дозволяє зробити висновок про відповідність поляризуючим потоком, величина якого у багато корисної моделі критерію "промислова разів збільшується за рахунок зменшення застосовність". Таким чином, електромагнітний магнітного опору зазорів між якорем і сердечнипривід, що заявляється, є технічним рішенням, що ком, а також між якорем і корпусом. відповідає всім умовам патентоспроможності Завдяки тому, що сила, яка притискає якір до корисної моделі. нерухомої частини магнітопроводу, в запропоноСуть корисної моделі пояснюється кресленняваній конструкції електромагніту створюється в ми, де на Фіг.1 схематично зображена профільна двох зазорах - між якорем і сердечником, а також проекція (осьовий перетин) запропонованого між якорем і корпусом, сумарна сила утримання електромагнітного привіду, а на Фіг.2 - приклад рухомої частини магнітопроводу при знеструмлейого виконання, в якому корпус, сердечник і фланій котушці збільшується приблизно вдвічі (при тій нець виконані у вигляді однієї деталі. же величині магнітного потоку) порівняно з силою На представлених кресленнях запропонованоутримання у відомому електромагніті, де сила го електромагнітного привіду позначено: 1 - якір; 2 утримання створюється лише в одному зазорі. - сердечник; 3 - корпус; 4 - котушка; 5 - постійний Застосування висококоерцитивних постійних магніт; 6 - фланець; 7 - немагнітний шток. магнітів забезпечує ще більше зростання сили Деталі магнітопровода 1, 2, 3 виготовлені з маутримання якоря. гнітом'якого матеріалу, наприклад, низковуглецеДля приведення вимикача у положення вої електротехнічної сталі. Постійний магніт 5 «вимкнено» через котушку необхідно короткочасно один або декілька, намагнічений в радіальному пропустити струм протилежного напряму, напрямі, наприклад, суцільної, кільцеподібної внаслідок чого котушка створюватиме магнітний форми, виготовлений з висококоерцитивного потік, протилежний за напрямом поляризуючому магнітотвердого феромагнетика. Шток 7 виготовпотоку. Сумарний магнітний потік в зазорах між лений з немагнітного матеріалу, наприклад, з т.з. якорем і сердечником, а також між якорем і корпунеіржавіючої сталі. Сердечник 2 і корпус 3 сом зменшується практично до нуля, сила притиссполучені один з одним за допомогою фланця 6. нення якоря до нерухомої частини магнітопроводу Як приклад іншого виконання запропонованого також зменшується і рухома частина привіду - якір електромагнітного привіду (див. Фіг.2) запропонозі штоком під дією протидіючих пружин 7 15210 8 переміщується від корпусу з сердечником до упору виконанні корпуса, сердечника й фланця у вигляді (вимикач переходить у положення «вимкнено»), однієї деталі, аналогічна описаному вище. розташування постійного магніту, намагніченого в По даній корисній моделі виготовлений радіальному напрямі, між корпусом і дослідний зразок, який пройшов випробування, що кільцеподібним виступом сердечника з осьовим підтвердили його працездатність і отримання розміром виступу сердечника, що перебільшує очікуваного технічного результату і позитивного осьовий розмір постійного магніту, забезпечує ефекту. Ефективність пропонованого пристрою витіснення магнітного потоку, що створюється підтверджується порівняльними випробуваннями постійним магнітом у фланець (якщо фланець випривідного електромагніту вимикача BB/TEL за готовлений з феромагнітного матеріалу) або в прототипом і дослідного зразка за корисною мозазор між виступом сердечника (у частині, не деллю, який при приблизно рівних габаритних зайнятій постійним магнітом) з корпусом, тому розмірах і масах забезпечував силу утримання постійний магніт не розмагнічується. На відміну від приблизно 5,4 кН, у той час, як привідний прототипу, відключення вимикача відбувається не електромагніт вимикача BB/TEL забезпечував сиза рахунок розмагнічування постійного магніту, а лу утримання близько 1,3 кН. за рахунок витіснення магнітного потоку з робочих Запропонований електромагнітний привід мозазорів електромагнітного привіду. же знайти застосування у вакуумних вимикачах та Таким чином, заявлений електромагнітний інших електричних апаратах. привід при його використанні дозволяє збільшити Джерела інформації: силу притягання якоря до нерухомої частини 1. Патент RU №2233496, МПК 7Н01 Н 33/38, магнітопроводу, що призводить до зменшення Н01F 7/1, 27.07.2004. габаритів, маси і вартості електромагнітного 2. Выключатели вакуумные серии BB/TEL. Рупривіду. ководство по эксплуатации ИТЕА674152.003РЭ. Робота електромагнітного привіда при 2002г. (прототип). 9 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 15210 Підписне 10 Тираж 26 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 – 42, 01601