RU115958U1

RU115958U1 - ELECTROMAGNET WITH COMPOSITE COIL

Info

Publication number: RU115958U1
Application number: RU2012101506/07U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Слепов; Виктор Викторович Починок; Юрий Иванович Плужников; Александр Сергеевич Шевченко
Original assignee: Александр Николаевич Слепов
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2012-05-10

Abstract

Электромагнит с составной катушкой, содержащий плюсовой и минусовой зажимы источника питания, ключ пуска, катушку, содержащую последовательно соединенные резистор и индуктивность, сердечник на котором размещена катушка, и якорь, причем первый вывод катушки соединен с положительным зажимом источника питания через ключ пуска, а второй вывод катушки соединен с минусовым выводом источника питания непосредственно, отличающийся тем, что указанная катушка разделена на первую часть, содержащую последовательно соединенные резистор и индуктивность, и последовательно соединенную с первой вторую часть, содержащую последовательно соединенные резистор и индуктивность, а якорь снабжен концевым выключателем, шунтирующим первую часть катушки, при соотношение параметров первой и второй частей катушки определяется математическим выражением ! ! где n=2, 3 …; ! L6, L8 - индуктивности второй и первой частей катушки, соответственно; ! R5, R7 - сопротивления второй и первой частей катушки, соответственно. An electromagnet with a composite coil, containing the positive and negative terminals of the power supply, a start key, a coil containing a series-connected resistor and inductance, the core on which the coil is located, and an armature, the first terminal of the coil being connected to the positive terminal of the power source through the start key, and the second the coil terminal is directly connected to the negative terminal of the power source, characterized in that said coil is divided into a first part containing a series-connected resistor and inductance, and a second part connected in series with the first, containing a series-connected resistor and an inductance, and the armature is equipped with a bypass switch the first part of the coil, when the ratio of the parameters of the first and second parts of the coil is determined by a mathematical expression! ! where n = 2, 3 ...; ! L6, L8 - inductances of the second and first parts of the coil, respectively; ! R5, R7 - resistances of the second and first parts of the coil, respectively.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве электромагнита постоянного тока в устройствах, где необходимо фиксировать положение якоря в пространстве.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used as a direct current electromagnet in devices where it is necessary to fix the position of the armature in space.

Известен электромагнит, содержащий источник постоянного тока, ключ пуска и катушку, сердечник на котором размещена катушка и якорь, содержащую резистор и индуктивность, последовательно соединенные между собой, причем свободный вывод резистора катушки соединен с положительным зажимом источника постоянного тока через ключ пуска, а свободный вывод индуктивности соединен с минусовым выводом указанного источника непосредственно [1]. Данный электромагнит нашел широкое применение в автоматике из-за простоты конструкции, схемы и высокой надежности. Однако основным недостатком такого электромагнита является отсутствие фиксации положения якоря в пространстве. Кроме того значительное сопротивление катушки предопределяет большое время включения электромагнита.A known electromagnet containing a direct current source, a start key and a coil, a core on which there is a coil and an armature containing a resistor and an inductance connected in series with each other, and the free output of the coil resistor is connected to the positive terminal of the direct current source through the start key, and a free output the inductance is connected to the negative terminal of the specified source directly [1]. This electromagnet is widely used in automation because of the simplicity of design, circuit and high reliability. However, the main disadvantage of such an electromagnet is the lack of fixation of the position of the anchor in space. In addition, a significant resistance of the coil determines a long turn-on time of the electromagnet.

Техническим результатом полезной модели является сокращение времени включения электромагнита.The technical result of the utility model is to reduce the time for switching on the electromagnet.

Технический результат достигается тем, что в электромагните с составной катушкой, содержащим плюсовой и минусовой зажимы источника питания, ключ пуска, катушку, содержащую последовательно соединенные резистор и индуктивность, сердечник на котором размещена катушка, и якорь, причем первый вывод катушки соединен с положительным зажимом источника питания через ключ пуска, а второй вывод катушки соединен с минусовым выводом источника питания непосредственно, указанная катушка разделена на первую часть, содержащую последовательно соединенные резистор и индуктивность и последовательно соединенную с первой, вторую часть, содержащую последовательно соединенные резистор и индуктивность, а якорь снабжен концевым выключателем, шунтирующим первую часть катушки, при этом соотношение параметров первой и второй частей катушки определяется математическим выражениемThe technical result is achieved in that in an electromagnet with a composite coil containing the plus and minus terminals of the power source, a start key, a coil containing a resistor and an inductance connected in series, the core on which the coil is placed, and an armature, the first terminal of the coil being connected to the positive terminal of the source power supply through the start key, and the second output of the coil is connected to the negative output of the power source directly, this coil is divided into the first part, containing a series connection resistor and inductance and connected in series with the first, second part, containing resistor and inductance connected in series, and the armature is equipped with a limit switch, shunting the first part of the coil, the ratio of the parameters of the first and second parts of the coil is determined by the mathematical expression

где n =2,3…;where n = 2,3 ...;

L₆ L₈ - индуктивности второй и первой частей катушки, соответственно;L ₆ L ₈ - inductance of the second and first parts of the coil, respectively;

R_5, R₇ - сопротивления второй и первой частей катушки, соответственно.R _5, R ₇ - resistance of the second and first parts of the coil, respectively.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема электромагнита с составной катушкой.The drawing shows a circuit diagram of an electromagnet with a composite coil.

Электромагнит содержит плюсовой 1 и минусовой 2 зажимы источника питания, ключ пуска 3, составную катушку 4, первая часть которой 4-1 содержит резистор 7 и индуктивность 8 последовательно соединенные между собой и последовательно соединенную с первой вторую часть катушки 4-2, содержащую последовательно соединенные резистор 5 и индуктивность 6, причем свободный вывод (не обозначен) резистора 5 второй части катушки 4-2 соединен через ключ пуска 3 с плюсовым зажимом 1 источникапитания, а свободный вывод индуктивности 8 первой части катушки 4-1 соединен с минусовым зажимом 2 источника питания непосредственно, индуктивность 8 первой части катушки 4-1 размещена на сердечнике 9, индуктивность 6 второй части катушки 4-2 размещена на сердечнике 10, а якорь электромагнита (не показан) снабжен концевым контактом 11, который шунтирует вторую часть катушки 4-2. Разделение общего сопротивления катушки 4 на две части: сопротивление 7 первой части катушки 4-1 и сопротивление 5 второй части катушки 4-2 и общей индуктивности катушки 4 на индуктивность 8 принадлежащей первой части катушки 4-1 и на индуктивность 6, принадлежащую второй части катушки 4-2 позволяет увеличить пусковой ток и уменьшить постоянную времени катушки, т.е. облегчить динамические процессы при включении и выключении электромагнита, при этом отношениеThe electromagnet contains plus 1 and minus 2 terminals of the power source, a start key 3, a composite coil 4, the first part of which 4-1 contains a resistor 7 and an inductance 8 connected in series with each other and connected in series with the first second part of the coil 4-2, containing connected in series resistor 5 and inductance 6, and the free output (not indicated) of the resistor 5 of the second part of the coil 4-2 is connected via the start key 3 to the positive terminal 1 of the power supply, and the free output of the inductance 8 of the first part of the coil 4-1 is connected with a negative clamp 2 of the power source directly, the inductance 8 of the first part of the coil 4-1 is located on the core 9, the inductance 6 of the second part of the coil 4-2 is located on the core 10, and the armature of the electromagnet (not shown) is equipped with an end contact 11, which shunts the second part coils 4-2. The division of the total resistance of the coil 4 into two parts: the resistance 7 of the first part of the coil 4-1 and the resistance 5 of the second part of the coil 4-2 and the total inductance of the coil 4 by the inductance 8 belonging to the first part of the coil 4-1 and by the inductance 6 belonging to the second part of the coil 4-2 allows you to increase the starting current and reduce the time constant of the coil, i.e. facilitate dynamic processes when turning on and off the electromagnet, while the ratio

где R_5, R₇ - сопротивления резисторов 5 и 7;where R _5, R ₇ are the resistances of resistors 5 and 7;

L_6, L₈ - индуктивности 6 и 8;L _6, L ₈ - inductances 6 and 8;

n =2,3…, - коэффициент показывающий во сколько раз пусковой ток электромагнита или катушки 4 I_n больше статического тока I_c.n = 2,3 ..., - coefficient showing how many times the starting current of the electromagnet or coil 4 I _{n is} greater than the static current I _c .

Электромагнит с составной катушкой работает следующим образом. В исходном состоянии якорь (не показан) находится в расчетном начальном положении и его концевой контакт 11 замкнут. При замыкании ключа пуска 3 ток будет протекать по цепи: плюсовой зажим источника питания 1, ключ пуска 3, замкнутый концевой контакт 11, резистор 7 первой части катушки 4-1, индуктивность 8 той же части катушки и минусовой зажим источника питания 2. Поскольку сопротивление R₇ много меньше сопротивления R₅, то протекающий ток будет максимальным. Электромагнитная сила электромагнита будет значительной и под ее действием якорь быстро переместится из первоначального положения в конечное. В конце движения якоря концевой контакт 11 разомкнется и тогда ток будет протекать через резистор 5 и индуктивность 6 второй части 4-2 катушки 4, а затем через резистор 7 и индуктивность 8 первой части катушки. Якорь будет удерживаться в конечном состоянии под действием суммарной намагничивающей силы. После выключения ключа пуска 3 якорь вернется в первоначальное состояние и концевой контакт 11 снова замкнется. Разделение катушки на две части позволяет получить требуемое быстродействие магнита и осуществить его фиксацию в пространстве.An electromagnet with a composite coil operates as follows. In the initial state, the armature (not shown) is in the calculated initial position and its end contact 11 is closed. When the start key 3 is closed, the current will flow through the circuit: positive terminal of power supply 1, start key 3, closed end contact 11, resistor 7 of the first part of coil 4-1, inductance 8 of the same part of the coil and negative terminal of power supply 2. Since the resistance R _{7 is} much less than the resistance R ₅ , then the flowing current will be maximum. The electromagnetic force of the electromagnet will be significant and under its action the anchor will quickly move from its original position to its final position. At the end of the movement of the armature, the end contact 11 will open and then the current will flow through the resistor 5 and inductance 6 of the second part 4-2 of the coil 4, and then through the resistor 7 and inductance 8 of the first part of the coil. The anchor will be held in the final state under the action of the total magnetizing force. After turning off the start key 3, the armature will return to its original state and the end contact 11 will close again. Dividing the coil into two parts allows you to obtain the required speed of the magnet and fix it in space.

Источники, принятые во внимание:Sources taken into account:

[1]. Атабеков Г.И. Основы теории цепей. СН-П, Лань, 2006, стр. 203, рис. 13-2.[one]. Atabekov G.I. Fundamentals of circuit theory. SN-P, Doe, 2006, p. 203, fig. 13-2.

Claims

An electromagnet with a composite coil containing the plus and minus terminals of the power source, a start key, a coil containing a resistor and an inductance connected in series, the core on which the coil is placed, and an armature, the first terminal of the coil being connected to the positive terminal of the power source through the start key, and the second the output of the coil is connected directly to the negative output of the power source, characterized in that said coil is divided into a first part containing a resistor and an inductance connected in series and the second part connected in series with the first one, containing the resistor and inductance connected in series, and the armature is equipped with a limit switch shunting the first part of the coil, when the ratio of the parameters of the first and second parts of the coil is determined by the mathematical expression

where n = 2, 3 ...;

L ₆ , L ₈ - inductance of the second and first parts of the coil, respectively;

R ₅ , R ₇ - resistance of the second and first parts of the coil, respectively.