RU94391U1

RU94391U1 - PERMANENT MAGNET DRIVE

Info

Publication number: RU94391U1
Application number: RU2009138887/22U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Фёдорович Афанасьев; Татьяна Владимировна Афанасьева
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2010-05-20

Abstract

1. Привод на постоянных магнитах, содержащий цилиндрический корпус из магнитомягкого железа, внутри которого размещен каркас из немагнитного материала с кольцевой индуктивной катушкой, внутри которой размещен способный к возвратно-поступательному перемещению якорь с кольцевыми постоянными магнитами, закрепленными на оси из магнитомягкого железа, отличающийся тем, что кольцевые постоянные магниты имеют радиальную намагниченность с одноименными магнитными полюсами по кольцу на внешней образующей и размещены на оси по центру с зазорами один относительно другого, а число кольцевых постоянных магнитов определяет необходимую мощность привода. ! 2. Привод на по п.1, отличающийся тем, что длина кольцевой индуктивной катушки не более суммы длин ряда кольцевых постоянных магнитов и хода якоря, а кольцевая индуктивная катушка электрически связана через электронный коммутатор, управляемый датчиком положения якоря, с источником постоянного тока. 1. Permanent magnet drive, comprising a cylindrical casing of soft magnetic iron, inside of which is a frame made of non-magnetic material with a ring inductive coil, inside of which is placed an armature capable of reciprocating movement with ring permanent magnets fixed to the axis of soft magnetic, characterized in that ring permanent magnets have radial magnetization with the same magnetic poles on the ring on the outer generatrix and are placed on the axis in the center with gaps and one relative to the other, and the number of ring permanent magnets determines the required drive power. ! 2. The drive according to claim 1, characterized in that the length of the ring inductive coil is not more than the sum of the lengths of the series of ring permanent magnets and the armature travel, and the ring inductive coil is electrically connected through an electronic switch controlled by the armature position sensor to a constant current source.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в устройствах автоматики, в качестве приводных устройств различных механизмов и машин, в том числе передвижных средств и пр.The utility model relates to electrical engineering and can be used in automation devices, as drive devices of various mechanisms and machines, including mobile vehicles, etc.

Известны устройства, содержащие постоянные магниты, обмотки возбуждения, обеспечивающие преобразование электрической энергии в возвратно-поступательные перемещения якоря (см. А.С. СССР №860227, опубликованное 30.08.81, Бюл. №32), прототип.Known devices containing permanent magnets, field windings, providing the conversion of electrical energy into reciprocating movements of the armature (see AS USSR No. 860227, published 30.08.81, bull. No. 32), prototype.

Недостатком прототипа является низкий КПД преобразования энергии, связанный с перемагничиванием статорных постоянных магнитов и использующих для перемещения якоря только энергию постоянных магнитов, малая величина перемещения якоря, отсутствие возможности удержания якоря в промежуточных положениях и регулирования достижимой механической мощности, что ограничивает сферу применения привода.The disadvantage of the prototype is the low efficiency of energy conversion associated with the magnetization reversal of stator permanent magnets and using only the energy of permanent magnets to move the armature, the small amount of arm movement, the inability to hold the arm in intermediate positions and the regulation of achievable mechanical power, which limits the scope of application of the drive.

Технический результат заключается в повышении КПД преобразования энергии, увеличении выходной мощности, увеличении диапазона перемещения и обеспечении реверса из любого положения якоря, в расширении функциональных возможностей привода и расширении сферы его применения.The technical result consists in increasing the efficiency of energy conversion, increasing the output power, increasing the range of movement and providing reverse from any position of the armature, in expanding the functionality of the drive and expanding its scope.

Технический результат достигается тем, что привод на постоянных магнитах содержит цилиндрический корпус из магнитомякого железа, внутри которого размещен каркас из немагнитного материала с кольцевой индуктивной катушкой, внутри которой размещен способный к возвратно-поступательному перемещению якорь с кольцевыми постоянными магнитами, закрепленными на оси из магнитомягкого железа. Особенностью является то, что кольцевые постоянные магниты имеют радиальную намагниченность с одноименными магнитными полюсам по кольцу на внешней образующей и размещены на оси по центру с зазорами один относительно другого, а число кольцевых постоянных магнитов определяет необходимую мощность привода. Длина кольцевой индуктивной катушки не более суммы длин ряда кольцевых постоянных магнитов и хода якоря. Кольцевая индуктивная катушка электрически связана через электронный коммутатор, управляемый датчиком положения якоря, с источником постоянного тока.The technical result is achieved by the fact that the permanent magnet drive contains a cylindrical body made of magnetically soft iron, inside of which there is a frame made of non-magnetic material with a ring inductive coil, inside of which is placed an arm capable of reciprocating movement with ring permanent magnets fixed to the axis of soft magnetic iron . The peculiarity is that ring permanent magnets have radial magnetization with magnetic poles of the same name along the ring on the outer generatrix and are placed on the axis in the center with gaps one relative to the other, and the number of ring permanent magnets determines the required drive power. The length of the ring inductive coil is not more than the sum of the lengths of the row of ring permanent magnets and the armature travel. The ring inductive coil is electrically connected through an electronic switch, controlled by an armature position sensor, to a direct current source.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображено: на фиг.1 - конструкция привода на постоянных магнитах; на фиг.2(а) и 2(б) - схематическое представление визуализированных силовых магнитных линий, пересекающих витки кольцевой индуктивной катушки.The essence of the utility model is illustrated by graphic materials, which depict: in Fig.1 - design of a permanent magnet drive; figure 2 (a) and 2 (b) is a schematic representation of the visualized magnetic lines of force crossing the turns of a ring inductive coil.

Привод на постоянных магнитах (фиг.1) содержит цилиндрический корпус 1 из магнитомягкого железа, внутри которого размещен каркас 2 из немагнитного материала с кольцевой индуктивной катушкой 3. Внутри кольцевой индуктивной катушки 3 размещен способный к возвратно-поступательному перемещению якорь с кольцевыми постоянными магнитами 4, которые закреплены на оси 5 из магнитомягкого железа с помощью гаек 6 и распорных втулок 7. Кольцевые постоянные магниты 4 имеют радиальную намагниченность с одноименными магнитными полюсами по кольцу на внешней образующей и размещены на оси 5 по центру с зазорами 5 один относительно другого. Число кольцевых постоянных магнитов 4 определяет мощность, которую необходимо иметь от привода. Длина L_k кольцевой индуктивной катушки 3 не более суммы длин ряда кольцевых постоянных магнитов 4 и хода якоря L_k=1_m+1_х. Кольцевая индуктивная катушка 3 электрически связана через электронный коммутатор 8, управляемый датчиков положения 9 якоря, с источником 10 постоянного тока. На фиг.2(а), (б) схематически показаны визуализированные силовые магнитные линии магнитных потоков кольцевых постоянных магнитов 4, пересекающих витки кольцевой индуктивной катушки 3 и путь, по которому они замыкаются. При подаче на выводы кольцевой индуктивной катушки 3 напряжения от источника 10 постоянного тока, созданное внутри катушки 3 магнитное поле будет взаимодействовать с магнитным полем постоянных магнитов 4, в результате чего якорь с постоянными магнитами 4 будет перемещаться внутри катушки 3. Направление перемещения якоря будет зависеть от полярности напряжения на выводах катушки 3. Смена полярности напряжения с помощью коммутаторов обеспечит возвратно-поступательно перемещение якоря. Демфирующие элементы 11 обеспечивают мягкое соприкосновение якоря с торцевыми стенками корпуса 1 при реверсе. Реверс обеспечивается автоматически датчиком положения якоря с помощью концевых выключателей (на чертеже не показано) и может быть осуществлен при любом положении якоря с помощью ручного управления (на чертеже не показан), что бывает необходимо при использовании полезной модели в качестве привода передвижных средств.The permanent magnet drive (Fig. 1) comprises a cylindrical body 1 made of soft magnetic iron, inside of which there is a frame 2 made of non-magnetic material with a ring inductive coil 3. An armature capable of reciprocating movement with ring permanent magnets 4 is placed inside the ring inductive coil 3, which are mounted on the axis 5 of magnetically soft iron with the help of nuts 6 and spacers 7. Ring permanent magnets 4 have radial magnetization with the same magnetic poles on the ring to the outer th generator and placed on an axis 5 in the center with gaps 5 relative to one another. The number of ring permanent magnets 4 determines the power that you must have from the drive. The length L _{k of the} ring inductive coil 3 is not more than the sum of the lengths of the row of ring permanent magnets 4 and the armature stroke L _k = 1 _m +1 _x . The ring inductive coil 3 is electrically connected through an electronic switch 8, controlled by position sensors 9 of the armature, with a direct current source 10. Figure 2 (a), (b) schematically shows the visualized magnetic force lines of the magnetic fluxes of the ring permanent magnets 4, intersecting the turns of the ring inductive coil 3 and the path along which they are closed. When applying voltage to the terminals of the ring inductive coil 3 from the direct current source 10, the magnetic field created inside the coil 3 will interact with the magnetic field of the permanent magnets 4, as a result of which the armature with permanent magnets 4 will move inside the coil 3. The direction of movement of the armature will depend on the polarity of the voltage at the terminals of the coil 3. Changing the polarity of the voltage using the switches will provide reciprocating movement of the armature. Damping elements 11 provide soft contact of the armature with the end walls of the housing 1 during reverse. The reverse is provided automatically by the sensor of the position of the armature using limit switches (not shown in the drawing) and can be carried out at any position of the armature using manual control (not shown in the drawing), which is necessary when using the utility model as a drive for mobile vehicles.

Claims

1. Permanent magnet drive, comprising a cylindrical casing of soft magnetic iron, inside of which is a frame made of non-magnetic material with a ring inductive coil, inside of which is placed an armature capable of reciprocating movement with ring permanent magnets fixed to the axis of soft magnetic, characterized in that ring permanent magnets have radial magnetization with the same magnetic poles on the ring on the outer generatrix and are placed on the axis in the center with gaps and one relative to the other, and the number of ring permanent magnets determines the required drive power.

2. The drive according to claim 1, characterized in that the length of the ring inductive coil is not more than the sum of the lengths of the series of ring permanent magnets and the armature travel, and the ring inductive coil is electrically connected through an electronic switch controlled by the armature position sensor to a constant current source.