CS265833B1 - Zařízení pro nastavování polohy elektromagnetem - Google Patents

Abstract

Řešení se týká zařízení pro nastavování polohy elektromagnetem. Obsahuje permanentní magnety, cívku elektromagnetu, jádro elektromagnetu a magnetická jho. Je vhodná pro nastavování a přestavování polohy měřicích snímačů, elektronických a optoelektronických senzorů a částí optických systémů. Je táž využitelné pro vyvažování periodických harmonických a neharmonickych pohybů.

Description

Vynález se týká zařízeni pro nastavování polohy elektromagnetem, obsahující permanentní magnety, cívku elektromagnetu s jádrem a magnetické jho.

V současné době jsou známa zařízení umožňující elektromagnetické nastavování polohy, obsahující cívky elektromagnetů s jádry a magnetické obvody, respektive jha z feromagnetických materiálů.

U těchto známých zařízení je okamžitá výchylka kotvy zařízení dána v ustáleném stavu velikostí budící síly úměrné druhé mocnině protékajícího proudu elektromagnetu a dále velikostí direktivní síly, vyvolané nejčastěji ocelovými nebo pryžovými pružinami. Nevýhodou těchto zařízení je principiálně nelineární závislost výchylky kotvy na proudu elektromagnetu, nutnost konstrukce s použitím součástí vyvozujících direktivní sílu, nutnost seřízení rovnovážné polohy správným předepnutím těchto součástí a dále únava, respektive stárnutí těchto součásti, a tím pokles direktivní síly. Osou též známa tato 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 elektromagnetu a remanentní indukce permanentního magnetu. Při změně remanentní indukce s teplotou dochází i ke zrnSátě závislosti výchylky kotvy na velikosti proudu elektromagnetu.

Tyto nedostatky odstraňuje zařízení pro nastavování polohy elektromagnetem píle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že dva permanentní magnety kotvy jsou umístěny každý vždy mezi dvěma pevnými permanentními magnety tak, že osy magnetů jsou situovány do jedné přímky. Permanentní magnety kotvy jsou orientovány tak, že jsou k sobě přivráceny opačnými magnetickými póly, pevné permanentní magnety jsou orientovány tak, že s permanentním magnetem kotvy sousedí vždy souhlasným magnetickým pólem. Dále k jádru elektromagnetu, na němž je pevně umístěna cívka elektromagne265 833

- 2 tu a jehož osa je situována do osy permanentních magnetů, přiléhá z každé strany jeden pevný permanentní magnet, přičemž ke zbývajícím dvěma pevným permanentním magnetům přiléhá vždy ze strany odvrácené od jádra elektromagnetů magnetické jho.

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

Příklad provedení zařízení j*4le vynálezu je znázorněn na výkresu.

Permanentní magnety 1 a 2 kotvy jsou umístěny každý vždy mezi dvěma pevnými permanentními magnety 3 a 5, respektive 4 a 6, tak, že osy vdech magnetů jsou situovány do jedné přímky. První pevný permanentní magnet 3 druhý pevný permanentní magnet 4 přiléhají z protilehlých stran k jádru 7 elektromagnetů, jehož osa je situována do osy permanentních magnetů 1 až 6 a na němž je pevně umístěna cívka 8 elektromagnetů. K třetímu pevnému permanentnímu magnetu 5 a čtvrtému pevnému permanentnímu magnetu 6 přiléhá vždy ze strany odvrácené od jádra elektromagnetů magnetické jho 9.

Pevné permanentní magnety 3 a 5,respektive 4 a 6,jsou vzhledem k permanentním magnetům 1 a 2 kotvy magneticky orientovány tak, že se s nimi odpuzují. Proto ve stavu, kdy cívkou 8 elektromagnetů protéká nulový proud, zaujímají permanentní magnety 1 a 2 kotvy klidovou polohu v rovnovážné poloze silového působení pevných permanentních magnetů 3 a 5, resp. 4 a 6. Polohovaný objekt 17 je s permanentními magnety 1 a 2 spojen 8 využitím polohovací tyče 14. Polohovací tyč 14 je s permanentními magnety 1 a 2 kotvy spojena prostřednictvím pák 10 a 12 kotvy, k nimž je připevněna otočně ve svých otočných ložiscích 15 a 16. Páky 10 a 12 kotvy jsou otočně upevněny ve svých pevných otočných ložiscích 11 a 13.

Permanentní magnety £ a 2 kotvy jsou ve směru oey cívky 8 elektromagnetů souhlasně magneticky orientovány, takže v případě, že cívkou 8 elektromagnetů protéká elektrický proud, jsou vyvolaným magnetickým polem vychylovány podle polarity a velikosti proudu souhlasným směrem. Při poklesu remanentní indukce permanentních magnetů 1 a 2 kotvy vlivem teploty klesá i silové působení magnetického toku cívky 8 elektromagnetů, současně však klesá i direktivní silové působení pevných permanentních magnetů 3 a 5, resp. 4 a 6, takže zařízení je tímto teplotně komepnzovéno.

265 833

- 3 řevná otočná ložiska 11 a 13 pák 10 a 12 kotvy a otočná ložiska 15 a 16 polohovací tyče 14 mohou být nahražena planžetami nebo planžetovými závěsy. V zařízení mohou být využity permanentní magnety ze všech magneticky tvrdých materiálů, výhodné jsou materiály ferritové nebo slitina vzácných zemin. Magnety mohou mít tvar válcový nebo tvar hranolů, popřípadě dutých válců - trubek, toroidů - nebo hranolů s otvory. Výhodné jsou magnety z magneticky uspořádaně orientovaného materiálu, tzv. anisotropní magnety.

□ako pevné permanentní magnety 3, 4, 5, 6 je možno použít magnety koncentricky magnetované. Potom se použijí permanentní magnety 1 a 2 kotvy lineárně axiálně magnetované o velikosti plochy kolmé k ose permanentních magnetů 1, 2, 3 , 4, 5, 6 odpovídajících velikosti plochy permanentních pevných magnetů 3, 4, 5, 6 se zvýšenou indukcí. Magnetické jho 9 může být zhotoveno z trubky nebo hranolů či pásů plechu. Pevné permanentní magnety 3, 4, 5, 6 nebo permanent ní magnety 1 a 2 kotvy mohou být složeny z několika magnetů. Pro zvýšení direktivní síly obvodu permanetních 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.

□e též možno propojit mechanicky několik zařízení paralelně přímo nebo přes dvouramennou páku.

Zařízení je vhodné zejména k polohování optických a elektronických senzorů, části optických systémů, měřicích snímačů spod.

□e též využitelné pro vyvozování periodických harmonických a neharmonických pohybů.

Claims (2)

1. Zařízení pro nastavování polohy elektromagnetem, obsahující permanentní magnety, cívku elektromagnetu, jádro elektromagnetu a magnetické jho, vyznačené tím, že první permanentní magnet (1) kotvy, druhý permanentní magnet (2) kotvy, první pevný permanentní magnet (3), druhý pevný permanentní magnet (4), třetí pevný permanentní magnet (5), čtvrtý pevný permanentní magnet (6) a jádro (7) elektromagnetu, na kterém je pevně umístěna cívka (8) elektromagnetu, jsou uspořádány svými osami v jedné přímce, permanentní magnety (1, 2) kotvy jsou navzájem k sobě přivráceny opačnými magnetickými póly, přičemž první permanentní magnet (1) kotvy je umístěn mezi prvním pevným permanentním magnetem (3) a třetím pevným permanentním magnetem (5) a druhý permanentní magnet (2) kotvy je umístěn mezi druhým pevným permanentním magnetem (4) a čtvrtým pevným permanentním magnetem (6), dále pevné permanentní magnety (3, 5) jsou orientovány tak, že s prvnrm permanentním magnetem kotvy sousedí souhlasnými magnetickými póly a pevné permanentní magnety (4, 5) sousedí s druhým permanentním magnetem (2) kotvy souhlasnými póly, dále k jádru (7) elektromagnetu přiléhají z protějších stran první pevný permanentní magnet (3) a druhý pevný permanentní mac, let (4), přičemž k třetímu pevnému permanentnímu magnetu (5) a čtvrtému pevnému permanentnímu magnetu (6) přiléhá vždy ze strany odvrácené od jádra (7) elektromagnetu magnetické jho (9), přičemž první a druhý permanentní magnet (1, 2) kotvy je spojen s polohovaným objektem (17)·

2· Zařízení podle bodu 1, vyznačené tim, že k prvnímu permanentnímu magnetu (1) kotvy je připevněna páka (10) kotvy, která je upevněna v pevném otočném ložisku (11) první páky (10) kotvy a je spojena s polohovací tyčí (14) v prvním jejím otočném ložisku (15) a dále ke druhému permanentnímu magnetu (2) kotvy je připevněna druhá páka (12) kotvy, která je upevněna v pevném otočném ložisku (13) druhé páky (12) kotvy a je spojena s polohovací tyči (14) v druhém otočném ložisku (46) polohovací tyče (14), přičemž na polohovací tyči (14) je upevněn polohovaný objekt (17)·