RU2091881C1 - Электромеханическое устройство - Google Patents

Abstract

Использование: в качестве электрического привода наряду с электромагнитом, пьезоэлементом, магнитостриктором. Сущность изобретения: устройство содержит разомкнутый легко деформируемый упругий ферромагнитный магнитопровод 1 и проволочную многовинтовую катушку 2 на нем. При пропускании электрического тока по катушке 2 магнитопровод 1 деформируется на полезную величину под действием магнитных сил в рабочем воздушном зазоре с неограниченно высокой чувствительностью, что может обеспечить выполнение полезной механической работы в разнообразных механизмах и аппаратуре с предельно высокой эффективностью при простоте изготовления устройства. 17 з.п. ф-лы, 20 ил.

Description

Электромеханическое устройство.

Изобретение относится к электромеханическим устройствам, использующим электромагнетизм для преобразования электрической энергии в механическую.

Известное устройство, называемое обычно соленоидом, представляющее собой многовитковую проволочную катушку в ферромагнитными стержень якорь, частично входящий в катушку [1, c.218] стержень должен быть снабжен направляющими поступательного перемещения, возвратной пружиной и элементами ее крепления. При пропускании электрического тока по катушке электромагнитные силы втягивают ферромагнитный стержень во внутреннюю полость катушки; он перемещается, преодолевая усилие пружины и сопротивление какого-либо исполнительного механизма, т. е. совершается полезная механическая работа. Величина перемещения якоря может быть большой и малой (от десятых долей миллиметра до десятков миллиметров) в зависимости от потребности; по аналогии с полезной работой перемещение якоря может быть названо перемещением полезной величины. При отключении тока от катушки пружина возвращает якорь в исходное положение, что тоже является полезной механической работы, так как это обеспечивает возможность совершения следующего цикла работы устройства.

Преимуществом описанного устройства является его простота, недостатком - небольшое втягивающее усилие даже при значительных габаритах катушки. Из-за этого недостатка соленоид редко применяется в технике, в основном в электроизмерительных приборах, где нужны небольшие электромагнитные силы.

Известен электромагнит с поступательно подвижным якорем [2, c.327] В этом устройстве в полость катушки введен ферромагнитный стержень ярмо, что многократно увеличивает электромагнитные силы. При этом, хотя и сокращается возможный ход якоря, величина полезной механической работы значительно возрастает по сравнению с предыдущим аналогом. Ярмо и якорь выполнены из цельного металла или наборными из жестко стянутых пластин. Ярмо имеет чаще всего "П"-образную форму, концы его отделены от концов якоря рабочими воздушными зазорами; ярмо и якорь составляют в совокупность дважды разомкнутый ферромагнитный магнитопровод. Якорь снабжен направляющими опорами поступательного перемещения и возвратной пружиной с элементами ее крепления. При протекании электрического тока по катушке магнитопровод намагничивается и концы его, а их две пары, притягиваются друг другу; якорь, преодолевая усилие пружины и сопротивление исполнительного механизма, перемещается поступательно на полезную величину, т.е. совершается полезная механическая работа. Недостатком устройства является наличие в магнитной цепи двух рабочих воздушных зазоров, создающих большое сопротивление магнитному потоку, что вызывает необходимость завышения мощности устройства и равносильно понижению его эффективности.

Недостатком устройства является также относительная сложность конструкции, чувствительность устройства страдает из-за особенностей трения в направляющих поступательного перемещения якоря; есть проблема теплоотвода от внутренней части катушки, закрытой телом ярма магнитопровода.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является электромагнит с поворотным якорем [2, c.313] В этом устройстве, в отличие от предыдущего аналога, один из двух воздушных зазоров заменен шарнирным соединением конца якоря с концом ярма или соединением типа "призма", т.е. в таком составном разомкнутом ферромагнитном магнитопроводе остается один воздушный зазор. Такая конструкция обеспечивает меньшее сопротивление магнитному потоку в магнитной цепи, что при прочих равных условиях повышает эффективность устройства. Несколько упрощается конструкция направляющей опоры якоря, трение в этой опоре становится более определенным, что делает чувствительность устройства более определенной и стабильной по сравнению с вариантом поступательного перемещения якоря. Однако в шарнирном соединении якоря с ярмом неизбежны зазоры, а в призматическом их соединении сужение магнитопровода, что создает немалое паразитное сопротивление магнитному потоку. Устройство трудоемко в изготовлении, так как содержит много непростых деталей кроме ярма и катушки: якорь, детали соединения якоря с ярмом, дружину, детали крепления пружины. Имеет место и проблема теплоотвода от катушки.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение эффективности устройства для преобразования электрической энергии в механическую при одновременном упрощении устройства.

Это достигается тем, что в электромеханическом устройстве, содержащем разомкнутый ферромагнитный магнитопровод и многовитковую проволочную катушку на нем, магнитопровод выполнен единым и с возможностью упругой деформации полезной величины под действием магнитных сил, возникающих при пропускании электрического тока по катушке, между сближенными участками магнитопровода, образующими рабочий воздушный зазор.

Упруго деформируемый на полезную величину магнитопровод может предоставлять собой пакет тонких гнутых пластин "С"-образной формы, разъединенных на деформируемом участке магнитопровода и соединенных на остальных участках.

Магнитопровод может предоставлять собой пучок ферромагнитных проволок, разъединенных на деформируемом участке и соединенных на остальных участках.

Магнитопровод может быть выполнен с цельным упрощенным сечением и удлиненными консольными концами.

Магнитопровод может быть выполнен из композиционного ферромагнитного материала с относительно (по сравнению со сталью) низким модулем упругости, что обеспечит магнитопроводу повышенную деформативность.

Повышенной деформативности магнитопровода можно достичь, выполнив его хотя бы частично витым или разветвленным.

Придавая определенную конфигурацию магнитопроводу и расположению его концов, можно обеспечить возможность не только изгиба, но и кручения более или менее значительных участков магнитопровода и придать концам магнитопровода возможность перемещаться по прямолинейным или криволинейным лобовым траекториям, по приблизительно эквидистантным траекториям.

Рабочий воздушный зазор может быть образован как между концами магнитопровода, так и между удаленными от концов участкам его.

Рабочий воздушный зазор может быть увеличенным по площади сечения за счет развитых по площади ограничивающих его участков магнитопровода.

В устройстве с разветвленными магнитопроводом он может иметь рабочие воздушные зазоры в нескольких ветвях.

Катушка на магнитопроводе может быть размещен так, что охватывает: пару концов магнитопровода, один из его концов, среднюю часть магнитопровода или его большую часть.

На магнитопроводе может быть размещено несколько катушек.

На фиг. 1 представлен главный вид устройства в разрезе, с несимметричным сгибаемым магнитопроводом из тонких пластин "С"-образной формы; рабочий воздушный зазор образован между концами магнитопровода и имеет сечение, равное сечению магнитопровода; катушка расположена на участке магнитопровода где пластины соединены друг с другом; концы магнитопровода имеют возможность перемещаться по лобовым криволинейным несимметричным траекториям.

На фиг.2 вид сверху этого устройства.

На фиг.3 главный вид устройства в разрезе, с симметричным сгибаемым магнитопроводом из тонких гнутых пластин "С"-образной формы, рабочий воздушный зазор образован концами магнитопровода и имеет сечение, равное сечению магнитопровода; катушка расположена на среднем участке магнитопровода где его пластины разобщены; концы магнитопровода имеют возможность перемещаться по лобовым криволинейным траекториям.

На фиг.4 вид сверху этого устройства.

На фиг.5 главный вид устройства с катушкой в разрезе, со сгибаемым магнитопроводом цельного уплощенного сечения, с удлиненными консольными концами, рабочий воздушный зазор имеет увеличенное сечение за счет развитых по площади ограничивающих его плоских параллельных участков магнитопровода; концы магнитопровода имеют возможность перемещаться по лобовым траекториям малой кривизны. На фиг.6 вид сверху этого устройства.

На фиг.7 схематическое изображение формы частично гофрированного магнитопровода с концами, обращенными друг к другу развитыми плоскими поверхностями и имеющими возможность перемещения по прямолинейным лобовым траекториям; здесь и далее магнитопровод, изображенный одной линией, может быть пластичным, проволочным или с пепельным, в том числе уплощенным, сечением.

На фиг.8 схематическое изображение формы частично гофрированного магнитопровода с коротким гофрированным средним участком (упругим шарниром) и концами, которые могут перемещаться приблизительно эквидистантно.

На фиг.9 схематическое изображение формы магнитопровода с витой средней частью и концами, формой своей обеспечивающими возможность разгибания средней, большей части магнитопровода.

На фиг.10 схематическое изображение устройства, в котором обеспечивается возможность кручения средней части магнитопровода при перемещениях его концов.

На фиг.11 схематическое изображение устройства, в котором концы магнитопровода могут перемещаться по приблизительно эквидистантным траекториям, вызывая кручения среднего участка магнитопровода.

На фиг.12 схематическое изображение устройства с участком витого магнитопровода, который при включении катушки будет укорачиваться, вызывая в сечениях стержня этого участка напряжения кручения (как в обычной пружине).

На фиг. 13 схематическое изображение устройства с относительно короткой катушкой, охватывающей пару концов магнитопровода.

На фиг. 14 схематическое изображение устройства с катушкой, распределенной по большей части магнитопровода.

На фиг.15 схематическое изображение устройства с несколькими катушками и рабочим воздушным зазором, образованный между удаленными от концов магнитопровода участками, сечение воздушного зазора увеличено развитием по площади ограничивающих его плоских участков магнитопровода.

На фиг.16 схематическое изображение устройства с разветвленным "Ф"-образным магнитопроводом и катушкой, охватывающей пару концов магнитопровода на его общем для ветвей среднем участке, концы магнитопровода имеют возможность перемещаться по прямолинейным лобовым траекториям.

На фиг.17 схематическое изображение устройства с разветвленным "Ф"-образным магнитопроводом при одном рабочем воздушном зазоре в общем для ветвей среднем участке и катушками на ветвях.

На фиг.18 схематическое изображение устройства с разветвленным "Ф"-образным магнитопроводом, разомкнутым в ветвях, с концами, обращенными друг к другу развитыми "У"-образными поверхностями, с центральной катушкой.

На фиг. 19 главный вид устройства (в сечении) с разветвленным тороидальным магнитопроводом, разомкнутым на центральном, общем для ветвей участке, с концами, обращенными друг к другу развитыми коническими поверхностями, и центральной катушкой, охватывающей пару концов магнитопровода, обеспечена возможность перемещения их по прямолинейным лобовым траекториям.

На фиг.20 вид сверху этого устройства.

Позиция на фигурах обозначают: 1 магнитопровод; 2 катушка. Устройство состоит во всех приведенных на фигурах исполнениях из магнитопровода 1 и катушки 2 на нем; конструкция устройства во всех его исполнениях достаточно ясна из изображений и кратких указаний в перечне фигур.

Устройство в общем случае работает следующим образом. Так как магнитопровод 1 выполнен ферромагнитным и с возможностью упругой деформации, то при подключении тока (постоянного, переменного, пульсирующего) к катушке 2 он намагничивается и участки его, образующие рабочий воздушный зазор, притягиваясь друг к другу, сближаются, сравнительно легко деформируя магнитопровод и перемещая не показанные на чертеже элементы какого-либо исполнительного механизма. Этим совершается полезная механическая работа. Исполнительные механизмы, на которые может воздействовать описываемое устройство, могут быть весьма разнообразными, они не составляют сущности данного изобретения и поэтому не изображены на чертеже; в какой-то мере это их возможное разнообразие предусмотрено различными исполнениями устройства, приведенными на фигурах чертежа.

При отключении тока от катушки 2 напряжения упругой деформации магнитопровода 1 возвращают его к исходной конфигурации, перемещая и элементы исполнительного механизма; совершается полезная механическая работа за счет запасенной энергии упругой деформации.

В таком устройстве стержень магнитопровода выполнен без каких-либо соединений с зазорами или сужениями магнитопровода, поэтому отсутствуют паразитные сопротивления магнитному потоку. Благодаря отсутствию паразитных сопротивлений магнитному потоку, устройство обладает в этом отношении предельно возможной эффективностью. Кроме того, деформация магнитопровода осуществляется без механического трения (трения покоя, трения движения), что делает устройство предельно чувствительным, так как, на любое малое воздействие электрического тока на катушку устройство ответит соответствующей упругой деформацией магнитопровода в отличие от аналогов, где имеет место порог чувствительности из-за механического трения якоря в опорах. Все это позволяет при равных с прототипом рабочих показателях существенно уменьшить мощность устройства и его габариты, т.е. повысить эффективность работы устройства.

В устройстве всего два простых и функционально неизбежных элемента: магнитопровод и катушка; магнитопровод сам является исполняющим механическую работу элементом в отличие от электромагнита, назначение которого притягивать внешний для электромагнита элемент якорь, посредством которого и совершается полезная механическая работа. За ненужностью якоря отпадает необходимость его направляющих опор, возвратной пружины и элементов ее крепления. Это значительно упрощает конструкцию и уменьшает ее габариты и вес.

Отсутствие мелких вспомогательных деталей позволяет достаточно просто осуществить миниатюризацию устройства, что является современной тенденцией. Простота устройства и пониженная потребность мощность его способствуют снижению расхода материалов, снижению трудоемкости изготовления и стоимости изделия; этим обеспечивается и эффективность производства.

Величины полезных перемещений участков магнитопровода и величины снимаемых полезных усилий устройства определяют: сечение магнитопровода, магнитная проницаемость материала магнитопровода, количестве витков катушки и сечение провода, расположение и взаимодействие катушек, длина и сечение воздушного рабочего зазора, податливость деформации магнитопровода, место съема рабочих усилий и перемещений с магнитопровода. Податливость магнитопровода зависит, в свою очередь, от вида сечения его, вида деформаций, модулей упругости материала, конфигурации магнитопровода, в том числе его концов. В итоге, от устройства можно ожидать деформаций от долей миллиметра до десятков миллиметров и усилий от долей ньютона до сотен ньютонов.

Уместно отметить, что в устройстве ограничено используются все свойства материала магнитопровода: ферромагнитность, деформативность, упругость, стабильность упругих свойств и другие, а не только ферромагнитность, как в аналогах.

Магнитопровод, представляющий собой пакет тонких гнутых пластин, (фиг.1 и 3), сравнительно легко сгибается и/или скручивается при работе устройства, так как пластины деформируются легко и почти независимо друг от друга (почти нестесненно), подобно пластинчатой рессоре. Элементарные расчеты по моменту инерции сечения стержня магнитопровода показывают, что изгибная и крутильная жесткость предлагаемого магнитопровода может быть в десятки и сотни раз меньше, чем у сплошного или наборного жестко стянутого, где слои работают "на ребро". Изменением толщины пластин предлагаемого магнитопровода (при соответствующем изменении их количества для сохранения площади сечения) можно получать требуемую деформативность магнитопровода.

Зазоры между пластинами задаются из условия свободы их деформаций при деформациях магнитопровода и составляют величины порядка десятых долей миллиметра. Наличие зазоров между пластинами, при соответствующей их величине, исключает возможность дребезжания этих частей магнитопровода, а также обеспечивает лучший теплоотвод от катушки подобно пластинчатому радиатору. Возможно безболезненное увеличение для этих целей названных зазоров. Пластинчатая конструкция магнитопровода попутно и органично решает вопрос подавления токов Фуко, т.е. способствует снижению тепловыделений в магнитопроводе. При конструировании устройства с учетом усиленного теплоотвода от катушки и уменьшенных тепловыделений в магнитопроводе можно принять более жесткий режим питания катушки, что приведет к уменьшению габаритов устройства, снижению расхода меди и стали, к уменьшению трудоемкости изготовления и стоимости изделий.

Магнитопровод описанной конструкции просто в изготовлении, так как заготовкой может служить стальная лента и остается разрезать ее на куски, согнуть и соединить на концах или изготовить магнитопровод из цельного куска ленты изгибом ее по контурам слоев и на концах с одпрессовкой последних. Это намного проще, чем в аналогах, где необходима механическая обработка цельного магнитопровода или выштамповка "П"-образных или "Ш"-образных пластин с последующим их набором и стягиванием.

Магнитопровод повышенной деформативности, представляющий собой пучок ферромагнитных проволок, соединенных, например, на концах и разъединенных в средней части магнитопровода деформируется легче на несколько порядков, чем стержень сплошного сечения (аналогично пластинчатому стержню). Так, стальной трос легко и упруго сгибается в отличие от цельного стержня. Причем, проволочный магнитопровод податлив на изгиб в любом направлении, а также на кручение. Такой магнитопровод может быть использован для передачи усилий в труднодоступное место механизма.

Магнитопровод с цельным уплощенным сечением и консольными удлиненными концами (фиг. 5 и 6) при работе изгибается благодаря увеличенных плеч действия сил, приложенных к концам консолей. Причем, изгибается преимущественно средняя часть магнитопровода. Это обеспечивает, с одной стороны, достаточный изгибающий момент и деформации даже от небольших сил притяжения концов магнитопровода и, с другой стороны, необходимое перемещение малоизгибаемых консолей. Относительная жесткость консолей позволяет осуществить съем рабочих усилий для исполнительного механизма с участков магнитопровода, удаленных от концов магнитопровода, что приведет к увеличению рабочих усилий по правилу рычага. Увеличению усилий способствует также увеличенное сечение рабочего воздушного зазора за счет развитых по площади параллельных концов магнитопровода.

Если магнитопровод имеет цельное уплощенное сечение и если рабочий воздушный зазор образован между удаленными от его концов участками (фиг. 15), то концы магнитопровода при работе устройства будут иметь повышенное перемещение тоже по правилу рычага.

Наличие удлиненных консольных концов магнитопровода позволяет передать рабочее усилие на значительное расстояние от катушки, например, в труднодоступное место исполнительного механизма.

Магнитопровод, выполненный из упругого композиционного материала с относительно низким модулем упругости, с цельным или пластинчатым сечением даст при работе устройство повышенную деформацию и при изгибе, и при кручении. Таким материалом может служить, например, резина, наполненная железными опилками или волокнами. Из композиционного материала можно сформировать магнитопровод любой конфигурации, что в ряде случаев может быть приемлемее, чем пластинчатый или проволочный магнитопровод, хотя магнитная проницаемость такого материала понижена.

Магнитопровод, гофрированный по всей длине или на отдельных участках (см. фиг. 7 и 8), цельный или пластинчатый, деформируется сравнительно легко за счет наличия множества участков с одинаково высоким уровнем напряжения и, соответственно деформаций в отличие от магнитопровода с консолями, где высокий уровень напряжений создается только на среднем участке магнитопровода. Устройство с таким магнитопроводом, хотя и более сложно в изготовлении. Наличие короткого, насыщенного гофрами участка (см. фиг. 8) приводит к появлению так называемого упругого шарнира, что можно использовать, например, для обеспечения движения концов магнитопровода приблизительно по одной окружности или по эквидистантным кривым, близким к концентрическим дугам. Это разнообразит возможности устройства как привода исполнительных механизмов.

Участок витого магнитопровода (фиг. 9 и 10) при своей компактности обладает очень высоко и разнообразной деформативностью. Он может сжиматься и растягиваться, создавая в сечениях стержня напряжения кручения (как в обычной пружине), а также скручиваться, создавая в сечениях напряжения изгиба. Причем названные напряжения кручения и изгиба одинаковы по всей длине стержня этого участка, что позволяет полностью реализовать деформативность стержня и обеспечить ее высокий уровень. Разумеется, такой стержень может и изгибаться, и сочетать все названные виды деформаций. Так, если в магнитопроводе по фиг. 11 средний его участок, расположенный в полости катушки, будет витым, то магнитные усилия между концами магнитопровода будут этот средний участок сжимать, изгибать и скручивать.

А располагая концы магнитопровода несколько иным образом (фиг. 10) можно вызвать только скручивание среднего участка магнитопровода, при этом концы магнитопровода будут двигаться при работе устройства по лобовым криволинейным траекториям или по экидистантным, если расстояния их от оси среднего участка магнитопровода будут различными.

Разветвленные магнитопроводы (фиг. 16-19) позволяют решить уже названные проблемы работы устройства иным образом. Во-первых, симметричность ветвей позволяет концами магнитопровода на его общем среднем участке перемещаться строго прямолинейно. Во-вторых, элементы магнитопровода разнесены и при работе устройства деформируются совершенно нестесненно, чем полностью реализуется их деформативность. В-третьих, ветви одинаковы по размерам, чем повышается степень унификации; отпадает задача выдерживания зазоров между пластинами или проволоками магнитпровода, чем упрощается изготовление устройства.

В разветвленном магнитопроводе с рабочими воздушными зазорами в нескольких ветвях (фиг. 18) каждая пара концов синхронно выполняет полезную механическую работу, что позволяет обеспечить синхронный привод нескольких механизмов, особенно при выполнении магнитопровода с удлиненными концами.

Выполнение участков магнитопровода, образующих рабочий воздушный зазор, с развитыми по площади плоскими (фиг. 5, 7, 9, 10 и 15), "У"-образным (фиг. 18) или коническими (фиг. 19) поверхностями, уменьшает сопротивление магнитному потоку в рабочем воздушном зазоре и увеличивает силы притяжения названных участков, что повышает эффективность устройства (5, с. 39, 50, 71, 72 и 124). Причем, для пластинчатых магнитопроводом такое усовершенствование решается технологически просто соответствующими изгибами пластин (фиг. 5, 7, 9 и др. ) в отличие от аналогов, где требуется механическая обработка значительной трудоемкости.

Если катушка охватывает пару концов магнитопровода (фиг. 13), то взаимное притяжение концов усиливается из-за соленоидного эффекта, что повышает эффективность устройства, хотя может осложнить применение устройства из-за того, что концы магнитопровода находятся в полости катушки и ограниченно доступны. Размещение катушки на средней части магнитопровода (фиг. 3, 5 и др. ) освобождает оба конца магнитопровода для присоединения к исполнительному механизму, но в некоторых случаях (фиг. 3 и 5) требует увеличения внутренней полости катушки для размещения и/или деформации магнитопровода. При размещении катушки на одном из сплоченных концов магнитопровода (фиг. 1) увеличения внутренней полости катушки не требуется, а концы магнитопровода свободны для присоединения их к какому-либо механизму, причем они подвижны не в одинаковой степени.

Если катушка распределена по большей части магнитопровода (фиг. 14) и выполнена бескаркасной, то она почти не стесняет деформаций магнитопровода и имеет небольшую толщину.

Несколько катушек, размещенных на магнитопроводе (фиг. 15 и 17), могут давать новые возможности в работе устройства. Очевидна возможность создания суммарного магнитного потока или ступенчатого его изменения различной коммутацией катушек. Кроме того, одни катушки могут быть постоянно включенными и концы магнитопровода будут постоянно притянутыми друг к другу, а управляющая катушка, нейтрализуя при включении действие постоянно включенных катушек, будет вызывать расхождение концов магнитопровода. Очевидны еще несколько вариантов в зависимости от полярности включения катушек и очередности их работ. этим можно управлять величиной и направлением движения концов магнитопровода и даже увеличивать быстродействие устройства путем создания предварительно напряженного состояния магнитопровода.

Возможность осуществления предлагаемого изобретения известными способами ясна из описания, в том числе из чертежа. При изготовлении единичных экземпляров устройств возможно применение ручного труда, так как детали просты в изготовлении; разумеется, возможно и массовое изготовление устройств. Соединение пластин или проволок на концах магнитопровода может быть осуществлено склеиванием, пайкой, сваркой, заклепками, болтами и прочим. Катушка может быть намотана непосредственно на магнитопроводе или отдельно от него с последующей сборкой с магнитопроводом. При такой сборке продеть стержень магнитопровода в катушку можно, используя его деформативность; можно продевать в катушку отдельно пластины с последующей их гибкой и скреплением по концам. Не исключается вариант введения в катушку частично согнутого стержня магнитопровода с последующим догибанием его. При массовом производстве возможны сборные варианты магнитопроводов.

Для подтверждения осуществимости изобретения разработано и изготовлено экспериментальное устройство габаритами 140х70х50 мм с "С"-образными симметричным магнитопроводом длиной 330 мм, сечением 8х25 мм из стальных пластин сечением 0,6х25 мм (стальная упаковочная лента). Пластины магнитопровода соединены на трех участках: концах длиной по 50 мм и на среднем участке длиной 40 мм; а разъединены на двух деформируемых участках по 95 мм. Средний участок со сплоченными (болтиками) пластинами получился из-за необходимости нахлесточного соединения пластин (сборный вариант магнитопровода) для возможности сборки с катушкой длиной 90 мм на жестком алюминиевом каркасе куда входят концы магнитопровода на 40 мм каждый (катушка охватывает пару концов магнитопровода). На концах магнитопровода пластины соединены клеем и заклепками. Испытания показали, что при подключении электрического тока к катушке концы магнитопровода совершают ход до 10 мм, поднимая груз от 5 до 40 H в зависимости от величины рабочего воздушного зазора и величины тока в катушке.

Описанные особенности и принципиальная новизна устройства позволяют характеризовать его как новый вид электрического привода для механизмов и аппаратуры широкого ряда и поставить в один ряд с электромагнитом, пьезоэлементом, магнитостриктором, электродвигателем. Ыо

Claims (18)

1. Электромеханическое устройство, содержащее разомкнутый ферромагнитный магнитопровод с рабочим воздушным зазором и многовитковую катушку на магнитопроводе, отличающееся тем, что магнитопровод выполнен единым и с возможностью его деформации под действием магнитных сил, возникающих при пропускании электрического тока по катушке, между сближенными участками магнитопровода, образующими рабочий воздушный зазор.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что магнитопровод выполнен в виде пакета тонких гнутых пластин С-образной формы, разъединенных на деформируемых участках магнитопровода и соединенных на концах.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитопровод выполнен в виде пучка ферромагнитных проволок, разъединенных на деформируемых участках магнитопровода и соединенных на концах.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитопровод выполнен в виде гнутой пластины с удлиненными консолями, сходящимися к рабочему воздушному зазору концевыми участками.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитопровод выполнен из упругого композиционного ферромагнитного материала с относительно низким модулем упругости.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что используются преимущественно деформации кручения и изгиба магнитопровода.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что по меньшей мере часть магнитопровода выполнена гофрированной.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что по меньшей мере часть магнитопровода выполнена витой.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитопровод выполнен разветвленным.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что магнитопровод выполнен с рабочими воздушными зазорами в нескольких ветвях.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сближенными участками магнитопровода являются концы его.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сближенными участками магнитопровода являются участки, отстоящие от концов его.

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сближенные участки магнитопровода выполнены параллельными и образующими рабочий воздушный зазор сечением большим, чем сечение магнитопровода.

14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что катушка охватывает пару концов магнитопровода.

15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катушка размещена на одном из концов магнитопровода.

16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катушка размещена на среднем участке магнитопровода.

17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катушка выполнена распределенной по большей части магнитопровода.

18. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на магнитопроводе размещено несколько катушек.

Images