RU2331130C1 - Electric magnet with polarising winding - Google Patents
Electric magnet with polarising winding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2331130C1 RU2331130C1 RU2007120917/09A RU2007120917A RU2331130C1 RU 2331130 C1 RU2331130 C1 RU 2331130C1 RU 2007120917/09 A RU2007120917/09 A RU 2007120917/09A RU 2007120917 A RU2007120917 A RU 2007120917A RU 2331130 C1 RU2331130 C1 RU 2331130C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winding
- magnetic
- additional element
- electromagnet
- magnetic flux
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electromagnets (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкции электромагнита постоянного тока, использующегося в качестве исполнительного элемента в системах управления.The invention relates to electrical engineering, in particular to the design of a direct current electromagnet, used as an actuator in control systems.
Известен нейтральный электромагнит, содержащий магнитную систему, магнитный поток в которой создается двумя обмотками, расположенными коаксиально и включаемыми одновременно (Коц Б.Э. Электромагниты постоянного тока с форсировкой, М., Энергия, 1973 с.12, рис.3).A neutral electromagnet containing a magnetic system is known, the magnetic flux of which is created by two windings located coaxially and switched on simultaneously (Kotz B.E. Electromagnets of direct current with boost, M., Energy, 1973 p. 12, Fig. 3).
Недостатком такой конструкции является низкое быстродействие, так как до включения обмоток магнитный поток в системе равен нулю и необходимо время для нарастания потока в рабочем воздушном зазоре до уровня, необходимого для начала движения якоря.The disadvantage of this design is the low speed, since before turning on the windings, the magnetic flux in the system is equal to zero and time is needed to increase the flux in the working air gap to the level necessary to start the movement of the armature.
Наиболее близким по техническому решению является поляризованный электромагнит постоянного тока (заявка РФ №2005133010, H01F 7/13), который имеет две согласно включенные обмотки, намотанные в различных секциях, между которыми расположен дополнительный элемент магнитной системы (промежуточный фланец) из магнитно-мягкого материала, причем поляризующая обмотка совместно с дополнительным элементом охватывает сердечник или якорь электромагнита.The closest to the technical solution is a polarized DC electromagnet (RF application No. 2005133010, H01F 7/13), which has two windings included, wound in different sections, between which there is an additional element of the magnetic system (intermediate flange) made of soft magnetic material moreover, the polarizing winding together with an additional element covers the core or anchor of the electromagnet.
Такое техническое решение позволяет увеличить быстродействие в сравнении с нейтральным электромагнитом, так как до включения управляющей обмотки в системе существует магнитный поток, созданный током поляризующей обмотки, часть которого замыкается по дополнительному элементу магнитной системы (промежуточному фланцу), минуя рабочий воздушный зазор. При включении управляющей обмотки происходит перемагничивание дополнительного элемента магнитной системы, за счет чего в рабочем воздушном зазоре быстро нарастает магнитный поток, что приводит к сокращению времени трогания и времени движения якоря.Such a technical solution allows to increase the speed in comparison with a neutral electromagnet, since before turning on the control winding in the system there is a magnetic flux created by the current of the polarizing winding, part of which is closed by an additional element of the magnetic system (intermediate flange), bypassing the working air gap. When the control winding is turned on, the magnetization reversal of an additional element of the magnetic system occurs, due to which the magnetic flux rapidly increases in the working air gap, which leads to a reduction in the starting time and the time of movement of the armature.
Однако известная конструкция поляризованного электромагнита обладает недостаточным быстродействием, так как потоки рассеивания, замыкающиеся на корпус и имеющие значительную величину при большом ходе якоря, не участвуют в перемагничивании дополнительного элемента магнитной системы из магнитно-мягкого материала, расположенного между обмотками, что уменьшает скорость перемагничивания дополнительного элемента и увеличения магнитного потока в рабочем зазоре, снижая скорость нарастания усилия электромагнита, определяющего его быстродействие.However, the known design of a polarized electromagnet has insufficient speed, since the scattering fluxes closing on the body and having a significant value with a large armature travel do not participate in the magnetization reversal of an additional element of the magnetic system of magnetically soft material located between the windings, which reduces the magnetization reversal speed of the additional element and increase the magnetic flux in the working gap, reducing the slew rate of the efforts of the electromagnet, which determines its speed action.
Задачей изобретения является создание конструкции электромагнита, позволяющей получить электромагнит с повышенным быстродействием.The objective of the invention is the creation of the design of an electromagnet, which allows to obtain an electromagnet with high speed.
Поставленная задача решается тем, что в электромагните, содержащем магнитную систему с рабочим воздушным зазором, включающую в себя выполненные из магнитно-мягкого материала корпус, сердечник, якорь, опорный и проходной фланцы, магнитное поле в которой создается двумя согласно включенными и коаксиально расположенными обмотками, одна из которых является управляющей, другая - поляризующей, между которыми установлен дополнительный элемент магнитной системы из магнитно-мягкого материала, причем поляризующая обмотка с дополнительным элементом магнитной системы охватывают управляющую обмотку.The problem is solved in that in an electromagnet containing a magnetic system with a working air gap, which includes a housing made of magnetically soft material, a core, an armature, support and passage flanges, the magnetic field in which is created by two windings that are connected and coaxially arranged, one of which is the control one, the other is polarizing, between which an additional element of the magnetic system of magnetically soft material is installed, the polarizing winding with an additional element ntom magnetic systems cover the control winding.
Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена предлагаемая конструкция электромагнита.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows the proposed design of the electromagnet.
Электромагнит содержит магнитную систему с рабочим воздушным зазором 1, включающую в себя выполненные из магнитно-мягкого материала корпус 2, якорь 3, сердечник 4, опорный 5 и проходной 6 фланцы. Магнитное поле в системе создается включенными согласно управляющей 7 и поляризующей 8 обмотками, расположенными коаксиально, между которыми установлен выполненный из магнитно-мягкого материала дополнительный элемент магнитной системы 9. Поляризующая обмотка 8 совместно с дополнительным элементом 9 охватывает управляющую обмотку 7 электромагнита.The electromagnet contains a magnetic system with a working air gap 1, which includes a housing 2 made of magnetically soft material, an anchor 3, a core 4, a support 5 and a flange through passage 6. The magnetic field in the system is created switched on according to the control 7 and polarizing 8 windings located coaxially between which an additional element of the magnetic system 9 made of magnetically soft material is installed. The polarizing winding 8 together with the additional element 9 covers the control winding 7 of the electromagnet.
При выключенной управляющей обмотке 7 большая часть ФП1 поляризующего магнитного потока, создаваемого обмоткой 8, проходит через корпус 2, проходной фланец 6, дополнительный элемент магнитной системы 9, опорный фланец 5, так как этот путь имеет наибольшую магнитную проводимость по сравнению с параллельным путем через корпус 2, проходной фланец 6, якорь 3, рабочий воздушный зазор 1, сердечник 4, опорный фланец 5, по которому проходит меньшая часть ФП3 потока поляризующей обмотки 8. Так как магнитный поток ФП2, проходящий через рабочий воздушный зазор 1, при выключенной управляющей обмотке 7 незначителен, создаваемое электромагнитом усилие не может преодолеть усилие возвратной пружины (на чертеже не показана) и якорь 3 остается неподвижным.When the control winding 7 is turned off, most of the polarizing magnetic flux Φ P1 generated by the winding 8 passes through the housing 2, the passage flange 6, an additional element of the magnetic system 9, the support flange 5, since this path has the highest magnetic conductivity compared to the parallel path through casing 2, through passage flange 6, anchor 3, working air gap 1, core 4, support flange 5, through which the smaller part Ф П3 of the polarizing winding flow passes 8. Since the magnetic flux Ф П2 passing through the working air behind the gap 1, with the control winding 7 turned off, is insignificant, the force created by the electromagnet cannot overcome the force of the return spring (not shown in the drawing) and the armature 3 remains stationary.
При включении управляющей обмотки 7, нарастающий в ней ток создает свой магнитный поток, часть ФУ1 которого замыкается через проходной фланец 6, якорь 3, рабочий воздушный зазор 1, сердечник 4, опорный фланец 5, дополнительный элемент магнитной системы 9. Магнитный поток ФУ1 в дополнительном элементе магнитной системы 9 направлен навстречу магнитному потоку ФП1. Поэтому возрастающая намагничивающая сила обмотки 7 уменьшает магнитный поток ФП1, являющийся частью поляризующего магнитного потока, создаваемого обмоткой 8. Часть ФУ2 магнитного потока, созданного током управляющей обмотки 7, замыкается, минуя дополнительный элемент 9 через корпус 2, проходной фланец 6, якорь 3, рабочий воздушный зазор 1, сердечник 4, опорный фланец 5. Одновременно с уменьшением магнитного потока ФП1 возрастает часть ФП2 магнитного потока поляризующей обмотки 8, которая замыкается через корпус 2, проходной фланец 6, якорь 3, рабочий воздушный зазор 1, сердечник 4 и опорный фланец 5.When the control winding 7 is turned on, the current increasing in it creates its own magnetic flux, part Ф У1 of which closes through the passage flange 6, anchor 3, working air gap 1, core 4, support flange 5, additional element of the magnetic system 9. Magnetic flux Ф У1 in an additional element of the magnetic system 9 is directed towards the magnetic flux Ф П1 . Therefore, the increasing magnetizing force of the winding 7 reduces the magnetic flux Φ P1 , which is part of the polarizing magnetic flux created by the winding 8. Part F U2 of the magnetic flux created by the current of the control winding 7 is closed, bypassing the additional element 9 through the housing 2, the passage flange 6, the armature 3 , working air gap 1, core 4, support flange 5. Simultaneously with a decrease in magnetic flux Φ P1 , a portion Φ P2 of the magnetic flux of the polarizing winding 8 increases, which closes through the housing 2, the passage flange 6, the armature 3, p Operating air gap 1, core 4 and support flange 5.
Нарастание создаваемой током управляющей обмотки 7 намагничивающей силы приводит к перемагничиванию дополнительного элемента магнитной системы 9. Магнитный поток в дополнительном элементе магнитной системы 9 меняет направление и по нему проходит поток ФУ1, создаваемый обмоткой 7. В этом случае магнитный поток ФП1, в дополнительном элементе 9 магнитной системы исчезает и весь магнитный поток поляризующей обмотки 8 состоит из потока ФП2, замыкающегося через рабочий воздушный зазор 1.The increase in the magnetizing force generated by the current of the control winding 7 leads to the magnetization reversal of the additional element of the magnetic system 9. The magnetic flux in the additional element of the magnetic system 9 changes direction and the flux Ф У1 created by the winding 7 passes through it. In this case, the magnetic flux Ф П1 , in the additional element 9 of the magnetic system disappears and the entire magnetic flux of the polarizing winding 8 consists of a flux Ф П2 , which closes through the working air gap 1.
Изменение пути замыкания, создаваемого обмоткой 8 поляризующего магнитного потока ФП1, который существует в системе до включения управляющей обмотки 7, приводит к увеличению скорости нарастания магнитного потока в рабочем воздушном зазоре 1, что вызывает одновременное увеличение скорости нарастания создаваемого электромагнитом усилия и повышение его быстродействия.Changing the short circuit path created by the winding 8 of the polarizing magnetic flux Ф П1 , which exists in the system before the control winding 7 is turned on, leads to an increase in the slew rate of the magnetic flux in the working air gap 1, which causes a simultaneous increase in the slew rate of the force generated by the electromagnet and an increase in its speed.
Одновременно с нарастанием магнитных потоков ФУ1 и ФУ2, создаваемых током управляющей обмотки 7, возрастает магнитный поток рассеивания Фур, замыкающийся с якоря на дополнительный элемент магнитной системы 9. Магнитный поток Фур способствует более быстрому перемагничиванию дополнительного элемента 9 магнитной системы, что увеличивает быстродействие электромагнита.Simultaneously with the increase in the magnetic fluxes Ф У1 and Ф У2 created by the current of the control winding 7, the scattering magnetic flux Ф ur increases, closing from the armature to an additional element of the magnetic system 9. The magnetic flux Ф ur contributes to a faster magnetization reversal of the additional element 9 of the magnetic system, which increases speed of the electromagnet.
После срабатывания электромагнита поляризующая обмотка 8 выключается и якорь 3 удерживается во включенном положении током управляющей обмотки 7.After the operation of the electromagnet, the polarizing winding 8 is turned off and the armature 3 is held in the on position by the current of the control winding 7.
Возвращение якоря 3 в исходное положение осуществляется выключением управляющей обмотки 7. Магнитный поток в рабочем воздушном зазоре 1 и развиваемое электромагнитом усилие снижаются и якорь 3 под действием возвратной пружины (на чертеже не показана) возвращается в исходное положение.The armature 3 is returned to its initial position by turning off the control winding 7. The magnetic flux in the working air gap 1 and the force developed by the electromagnet are reduced and the armature 3 is returned to its original position by the action of a return spring (not shown).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007120917/09A RU2331130C1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Electric magnet with polarising winding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007120917/09A RU2331130C1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Electric magnet with polarising winding |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2331130C1 true RU2331130C1 (en) | 2008-08-10 |
Family
ID=39746516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007120917/09A RU2331130C1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Electric magnet with polarising winding |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2331130C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2521602C2 (en) * | 2010-05-05 | 2014-07-10 | Анатолий Сергеевич Поляков | Energy-saving balanced vibration motor |
| RU2588055C2 (en) * | 2010-12-15 | 2016-06-27 | Итон Индастриз (Незерлэндс) Б.В. | Electromagnetic drive with splitter of minimum voltage |
-
2007
- 2007-06-04 RU RU2007120917/09A patent/RU2331130C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КОЦ Б.Э. Электромагниты постоянного тока с форсировкой. - М.: Энергия, 1973, с.12, рис.3. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2521602C2 (en) * | 2010-05-05 | 2014-07-10 | Анатолий Сергеевич Поляков | Energy-saving balanced vibration motor |
| RU2588055C2 (en) * | 2010-12-15 | 2016-06-27 | Итон Индастриз (Незерлэндс) Б.В. | Electromagnetic drive with splitter of minimum voltage |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4392555B2 (en) | Single-coil solenoid with a permanent magnet and a permanent magnet, its manufacturing method, non-magnetic switch for single-coil solenoid, single-coil solenoid kit | |
| US8461951B2 (en) | Bistable magnetic actuators | |
| JP3107855B2 (en) | Magnetic device | |
| US6373363B1 (en) | Dual coil solenoid for a gas direct injection fuel injector | |
| US20160327176A1 (en) | Electromagnetic actuator and solenoid-valve device | |
| US9514872B2 (en) | Electromagnetic actuator and method of use | |
| JP2012094435A (en) | Electromagnetic solenoid | |
| JP5179516B2 (en) | Hybrid electromagnetic actuator | |
| KR20180041160A (en) | Fuel injector, method for checking the position of movable armature and motor control | |
| US8674795B2 (en) | Magnetic actuator with a non-magnetic insert | |
| RU2331130C1 (en) | Electric magnet with polarising winding | |
| ES2292074T3 (en) | ELECTROMAGNETIC ACTUATOR WITH MOBILE COIL. | |
| JP2019186162A (en) | Electromagnetic operation device for switch, and high speed input device, vacuum circuit breaker, and switchgear using the same | |
| US7146943B2 (en) | Electromechanical valve actuator for internal combustion engines and internal combustion engine equipped with such an actuator | |
| EP1837516A1 (en) | Fuel valve actuator | |
| KR101253773B1 (en) | Electronic switching apparatus | |
| US9523333B2 (en) | Actuator unit, in particular for injecting a fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine | |
| US6674352B2 (en) | Moving-coil electromagnetic actuator, particularly for a control valve, with resilient element incorporated in the coil | |
| RU2302051C1 (en) | High-speed polarized-coil electromagnet | |
| US6787946B2 (en) | Actuator having a permanent magnet | |
| CN101901723B (en) | Electromagnet for an electrical contactor | |
| KR102507410B1 (en) | Latching Relay Apparatus | |
| JP2007173448A (en) | Electromagnetic solenoid | |
| KR102323604B1 (en) | Relay device | |
| JP5884777B2 (en) | Linear solenoid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170605 |