ЭЛЕКТРОМАГНИТ С ПОВЫШЕННЫМ БЫСТРОДЕЙСТВИЕМ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве быстродействующего электромагнита постоянного тока.
Известен электромагнит постоянного тока, содержащий зажим источника питания, ключ, катушку, содержащую шунтируемый резистор, не шунтируемый резистор, индуктивность, сердечник на котором размещена катушка и якорь [1].
Данный электромагнит нашел широкое применение в устройствах автоматики из-за простоты схемы и конструкции. Его отличает повышенный ток включения из-за того, что часть сопротивления катушки на время пуска шунтирована замыкающим контактом механически связанным с якорем. Основным недостатком электромагнита является использование механического контакта, что снижает надежность. Техническим результатом полезной модели является повышение надежности.
Требуемый технический результат достигается тем, что в электромагните с повышенным быстродействием, содержащим источник питания, включатель, катушку, расположенную на сердечнике и якорь, причем один вывод включателя соединен с положительным выводом источника питания, введены диод и конденсатор, катушка содержит первую секцию, содержащую последовательно включенные резистор и индуктивность, и вторую секцию, содержащую последовательно включенные резистор и индуктивность, причем обе секции расположены на одном сердечнике и соединены между собой согласно и последовательно, при этом другой вывод включателя через последовательно соединенные диод и первую и вторую секции катушки соединен с отрицательным выводом источника питания, первый вывод конденсатора подключен к точке соединения анода диода и одного вывода включателя, а второй вывод конденсатора соединен с общим выводом первой и второй секции катушки.
На чертеже представлена принципиальная электрическая схема электромагнита.
Электромагнит с повышенным быстродействием содержит положительный 1 и отрицательный 2 выводы источника питания, включатель 3, катушку 4, содержащую первую секцию (не обозначена), содержащую последовательно соединенные резистор 4-1 и индуктивность 4-2; вторую секцию (не обозначена), содержащую последовательно соединенные резистор 4-3 и индуктивность 4-4, сердечник 5 на котором размещены индуктивности 4-2 и 4-4, и якорь (не показан) причем один вывод включателя 3 соединен с положительным выводом 1 источника питания, первая секция катушки 4 соединена одним выводом с включателем 3, а другим выводом через диод 6 соединена с одним выводом второй секции. Вторая секция катушки 4 соединена другим выводом с отрицательным выводом 2 источника питания. Индуктивности 4-2 и 4-4 соединены последовательно и согласно и их образующие обмотки являются магнитосвязанными. Анод диода 6 соединен с первым выводом конденсатора 7, второй вывод которого соединен с общим выводом первой и второй секцией катушки.
Электромагнит работает следующим образом. При замыкании включателя 6 ток протекает по цепи: положительный вывод 1 источника питания, включатель 3, конденсатор 7 (так как в первый момент после включения конденсатор не заряжен и обладает малым сопротивлением), резистор 4-3, индуктивность 4-4 отрицательный вывод 2 источника питания. Все напряжение источника прикладывается ко второй секции катушки 4. В результате действия значительного пускового тока сердечник 5 насыщается и якорь под действием электромагнитной силы приходит в движение. Поскольку первая секция катушки 4 в данный момент оказывается закороченной, а обе индуктивности 4-2 и 4-4 магнитно связаны, то при росте тока во второй секции, в первой секции наводится ток, который создает магнитный поток, препятствующий нарастанию пускового тока, что приводит к замедлению срабатывания. Для того чтобы уменьшить действие указанного потока установлен диод 6, который запирает путь противотоку, что позволяет улучшить динамические свойства электромагнита. После заряда конденсатора 7, его сопротивление становится большим, и ток будет протекать по цепи: положительный вывод 1 источника питания, включатель 3, диод 7, первая секция катушки 4: резистор 4-1, индуктивность 4-2, вторая секция катушки 4: резистор 4-3, индуктивность 4-4, отрицательный вывод 2 источника питания. Якорь электромагнита будет удерживаться в заданном положении суммарной намагничивающей силой обеих секций катушки.
Источники, принятые во внимание:
[1] Зевеке Г.В., Ионкин П.А. Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей. М., Энергоатомиздат, 1989. Стр.239, рис.14.7.