ПРИВОД НА ПОСТОЯННЫХ МАГНИТАХ

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.
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.
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.
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.
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.
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.
k
k
m
х
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 кольцевой индуктивной катушки 3 не более суммы длин ряда кольцевых постоянных магнитов 4 и хода якоря L=1+1. 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.