CS265378B1 - Zařízení pro polohování s elektromagnetem - Google Patents

Abstract

Řešení se týká zařízení pro polohování s elektromagnetem. Obsahuje permanentní magnety, cívku elektromagnetu a magnetické jho. Je vhodné pro nastavování a přestavování polohy měřicích spínačů, elektronických a optoelektronických senzorů a částí optických systémů. Je též využitelné pro vyvažování periodických harmonických a neharmonických pohybů.

Description

Vynález se týká zařízení pro polohování s elektromagnetem, obsahující permanentní magnety, cívku elektroraagnetů a magnetické jho.

V současné době jsou známa zařízení, umožňující elektromagnetické nastavování polohy, obsahující cívky elektromafjnetů s jádry a magnetické obvody, respektive jha z feromegnetických materiálů. U těchto známých zařízení je okamžitá výchylka kotvy dána v ustáleném stavu velikostí budící síly úměrné druhé mocnině protékajícího proudu elektroraagnetů a dále velikostí direktivní síly, vyvolané nejčastěji ocelovými nebo pryžovámi pružinami. Nevýhodou těchto zařízeni je principiálně nelineární závislost výchylky kotvy na proudu elektroraagnetů, nutnost konstrukce s použitím součástí vyvozujících direktivní sílu, nutnost seřízení rovnovážné polohy správným předepnutím těchto součástí a dále únava, respektive stárnutí těchto součástí, a tím pokles direktivní síly.

□sou též známa zařízení s permanentními magnety, nejčastěji ve tvaru trubky nebo toroidu. U těchto známých zařízení je v pracovní oblasti výchylka kotvy v rovnovážném stavu úměrná hodnotě protékajícího proudu elektroraagnetů a remanentní indukce permanentního magnetu. Při změně remanentní indukce s teplotou dochází i ke změně závislosti výchylky kotvy na velikosti proudu elektroraagnetů.

Tyto nedostatky odstraňuje zařízení pro polohování s elektromagnetem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pohyblivý permanentní magnet kotvy je umístěn mezi pevnými permanentními magnety tak, že osy magnetů jsou situovány do jedné přímky.

Pevné permanentní magnety jsou orientovány tak, že sousedi s permanentním magnetem kotvy vždy souhlasným magnetickým pólem. Permanentní magnety jsou umístěny uvnitř cívky elektroraagnetů, při2

265 378 čemž jejich osy jsou situovány do osy této cívky. Dále k jednomu pevnému permanentnímu magnetu přiléhá ze strany odvrácené od permanentního magnetu kotvy magnetické jho, které obklopuje cívku elektromagnetu z vnější strany a přiléhá k druhému pevnému permanentnímu magnetu opět ze strany odvrácené od permanentního magnetu kotvy.

Hlavní výhody zařízení podle vynálezu spočívají v tom, že výchylka permanentního magnetu kotvy v ustáleném stavu je v pracovní oblasti úměrná hodnotě proudu cívky elektromagnetu a není závislá na teplotě, a dále že neobsahuje direktivní pružiny, čímž odpadá i nutnost seřizování těchto pružin.

Příklad provedení tohoto zařízenípodle vynálezu je znázorněn na obr. 1 a 2.

Permanentní magnet 3 kotvy je podle obr. 1 pohyblivě umístěn mezi pevnými permanentními magnety 1 a 2, které jsou orientovány tak, že se s tímto permanentním magnetem odpuzují. Proto ve stavu, kdy cívkou 4 elektromagnetu protéká nulový proud, zaujímá permanentní magnát 3 kotvy klidovou polohu v rovnovážné poloze silového působení pevných permanentních magnetů 1 a 2. Permanentní magnety 1, 2» 2 jsou umístěny v dutině cívky 4 elektromagnetu tak, že jejich osy leží v ose této cívky. Cívka 4 elektromagnetu je z vnější strany obklopena magnetickým jhem 5, které přiléhá k pevným permanentním magnetům 1 a 2 vždy ze strany odvrácené od permanentního magnetu kotvy. Polohovaný objekt 9 je spojen s permanentním magnetem 3 kotvy pomocí polohovací tyče 6, která prochází otvory v pevných permanentních magnetech 1 a 2 a magnetickém jhu 5. Polohovací tyč 6 je uložena ve svých posuvných ložiscích 7 a 8.

Magnetické jho 5, pevné permanentní magnety 1 a 2, permanentní magnet 3 kotvy a vzduchové mezery mezi permanentním magnetem 3 kotvy a pevnými permanentními magnety popřípadě 2,představují hlavní magnetický obvod, kterým se uzavírá magnetický tok, vyvolaný proudem cívky 4 elektromagnetu. Jakmile cívkou 4 elektromagnetu protéká elektrický proud, působí vyvolaný magnetický tok silově na permanentní magnet 3 kotvy a tento se vychyluje podle velikosti a polarity proudu ze střední polohy. Při poklesu remanentní indukce permanentního magnetu 3 kotvy vlivem teploty klesá i silové působení magnetického toku cívky 4 elektromagnetu, sou3

265 378 časně však klesá i direktivní silové působení pevných permanentních magnetů 1 a 2, takže zařízení je tímto teplotně kompenzováno·

Polohovací tyč 6 je uložena v posuvných ložiscích 7 a 8 nebo je podle obr, 2 spojena ve svých otočných ložiscích 10 a 11 s konci ramen 12 a 14, jejichž druhé konce jsou upevněny v pevných otočných ložiscích 13 a 15«

Posuvná ložiska 7 a 8 polohovací tyče 6 mohou být třecí nebo valivá. Otočná ložiska 10 a 11 polohovací tyče 6 a pevná otočná ložiska 13 a 15 ramen 12 a 14 mohou být nahrazeny planžetami a planžetovými závěsy. V zařízení mohou být využity permanentní magnety ze všech magneticky tvrdých materiálů, výhodné jsou materiály ferritové nebo slitiny vzácných zemin. Magnety mohou mít tvar válcový nebo tvar hranolů, popřípadě dutých válců trubek, toroidů - nebo hranolů s otvory. Výhodné jsou magnety s magneticky uspořádaně orientovaného materiálu, tzv® anisotropní magnety. Duté magnety mohou být též radiálně magnetovány. 3ako pevné permanentní magnety 1 a 2 je možno použít magnety koncentricky magnetované® Potom se použije permanentní magnet kotvy 3 lineárně axiálně magnetovaný o velikosti plochy kolmé k ose permanentních magnetů 1, 2, ^odpovídající velikosti ploch pevných permanentních magnetů 1 a 2 se zvýšenou indukcí. Magnetické jho 5 může být složen z několika magnetů. Pro zvýšení direktivní síly obvodů permanentních-magnetů je možno umístit buá paralelně s pevnými permanentními magnety další shodně orientované pevné permanentní magnety, nebo paralelně s permanentním magnetem kotvy další pevné opačně magneticky orientované permanentní magnety.* Pro zvýšení polohovací síly je možno spojit několik zařízení za sebou v ose mechanicky do série, přičemž sousedící části mohou být u dvou dílčích sousedních zařízení společné. 3e též možno propojit mechanicky několik zařízení paralelně přímo přes dvouramennou páku.

Zařízení je vhodné zejména k polohování optických a elektronických senzorů, části optických systémů, měřicích snímačů apod. 3e též využitelné pro vyvozování periodických harmonických a neharmonických pohybů®

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   265 378

   1. Zařízení pro polohování s elektromagnetem, obsahující permanentní magnety, cívku elektromagnetů a magnetické jho, vyznačené tím, že permanentní magnet (3) kotvy je umístěn mezi pevnými permanentními magnety (1,2), které s ním sousedí souhlasnými magnetickými póly, přičemž pevné permanentní magnety (1,2) a permanentní magnet (3) kotvy jsou umístěny uvnitř cívky (4) elektromagnetů, jejichž osy leží v ose cívky (4) elektromagnetů, která je obklopena z vnější strany magnetickým jhem (5), které přiléhá k pevným permanentním magnetům (1,2) vždy ze strany odvrácené od permanentního magnetu (3) kotvy, který je pevně spojen s polohovací tyčí (6), spojené s polohovaným objektem (9).
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že polohovací tyč (6) prochází otvory v pevných permanentních magnetech (1,2) a magnetickém jhu (5) a je uložena v posuvných ložiscích (7,8).
3. 3. Zařízení podle bodu \ vyznačené tím, že polohovací tyč (6) prochází otvory v pevných permanentních magnetech (1,2) β magnetickém jhu (5) a je uložena v otočných ložiscích (10,11), spojené s rameny (12,. 14), které jsou uloženy v pevných otočných ložiscích (13,15).