ЭЛЕКТРОМАГНИТ СЛЕДЯЩЕГО ДЕЙСТВИЯ
MAGNET WITH FOLLOW-UP ACTION

Изобретение относится к электромеханике, к устройствам автоматики, в частности к конструкции электромагнита следящего действия.
Известен электромагнит следящего действия, содержащий корпус, обмотку, якорь, возвратную пружину, центрирующую втулку (см. Поляк Д.Г., Есеновский-Лашков Ю.К. Электроника автомобильных систем управления. - М.: Машиностроение, 1987. - 200 с.: ил.).
Недостатками его являются: малое тяговое усилие на якоре, особенно при небольших начальных перемещениях, обеспечиваемых малыми токами в обмотке, малый ход якоря, наклонная тяговая характеристика, разные усилия на якоре при его втягивании и выталкивании, обеспечиваемые при выталкивании усилием возвратной пружины.
Наиболее близким по техническому решению, принятому за прототип, является электромагнит следящего действия, содержащийся в устройстве автоматического управления сцеплением транспортного средства, включающий корпус, установленные в нем управляющую и форсажную обмотки, якорь с конусообразной концевой частью, электронный блок выработки токов управляющей и форсажной обмоток (см. RU №2041083, B60K 41/02, 1995 - прототип).
Недостатками прототипа являются: малое тяговое усилие на якоре при его небольших начальных перемещениях, обеспечиваемых малыми токами в обмотках, наклонная тяговая характеристика, малый ход якоря при больших значениях тягового усилия, работа электромагнита только на втягивание якоря. Это обусловлено тем, что рассматриваемый электромагнит с двумя обмотками и двумя кольцевыми рабочими зазорами в магнитопроводах, сопрягающимися с составным якорем, представляет собой электромагнит втягивающего действия, который при одновременной подаче токов в обе обмотки будет иметь усредненную тяговую характеристику двух электромагнитов.
Задачами изобретения являются: достижение близкой к горизонтальной тяговой характеристики электромагнита, т.е. обеспечение одинаково большого тягового усилия как при небольших начальных перемещениях якоря электромагнита, так и при больших, достижение одинакового тягового усилия как при втягивании, так и при выталкивании якоря, обеспечение большого хода якоря с большим тяговым усилием.
Для решения данной задачи предложен электромагнит следящего действия, в котором обмотки установлены подвижно относительно корпуса и конструктивно соединены друг с другом, при этом управляющая обмотка сопряжена с неподвижным относительно корпуса сердечником и содержит фиксатор положения обмотки относительно корпуса. Управляющая обмотка с сердечником может быть выполнена как длинноходовой электромагнит, в котором перемещается подпружиненная обмотка относительно сердечника и корпуса. Величина перемещения управляющей обмотки определяется силой тока в обмотке. Управляющая обмотка, перемещаясь сама, перемещает форсажную обмотку, в которой в это время не протекает ток. После прекращения подачи тока в управляющую обмотку она не возвращается пружиной в исходное положение, а остается на месте из-за срабатывания фиксатора ее положения относительно корпуса. Электронный блок обеспечивает пошаговую, попеременную выработку токов обмоток с одновременной подачей тока только в одну обмотку. Таким образом, после остановки управляющей обмотки подается ток большой величины на форсажную обмотку, которая втянет с соответствующим большим усилием якорь на величину шага перемещения обмотки. Якорь выполнен с коническими концами с двух сторон, что обеспечивает ему втягивание в форсажную обмотку с одинаковым усилием при перемещении обмотки относительно якоря в разные стороны.
Предлагаемое изобретение позволяет получить близкую к горизонтальной тяговую характеристику электромагнита, т.е. обеспечение одинаково большого тягового усилия как при небольших начальных перемещениях якоря электромагнита, так и при больших, достижение одинакового тягового усилия как при втягивании, так и при выталкивании якоря, обеспечение большого хода якоря с большим тяговым усилием.
Для пояснения предлагаемого изобретения предложен чертеж.
Электромагнит содержит корпус 1, скрепленные с ним сердечник 2 и направляющую втулку 3, управляющую 4 и форсажную 5 обмотки, якорь 6, электронный блок выработки токов обмоток 7, фиксатор положения управляющей обмотки 8 с пружиной сжатия 9 и кольцевой пружиной разжима схватывающих частей фиксатора 10, пружину управляющей обмотки 11.
Электромагнит работает следующим образом. При подаче импульса тока с электронного блока 7 на управляющую обмотку 4 левая по рисунку ферромагнитная часть фиксатора 8 притянется к обмотке, сжав пружину 9, и схватывающие части фиксатора разожмутся кольцевой пружиной 10. Обмотка втянется в сердечник 2 на соответствующий длительности и величине импульса тока шаг перемещения вместе с обмоткой 5, которая в это время будет обесточена. После прекращения действия тока в управляющей обмотке фиксатор 8 под действием пружины 9 обеспечит неподвижное положение обмотки относительно втулки 3 и корпуса. Затем электронный блок 7 подаст ток большой величины на форсажную обмотку 5 для обеспечения большого втягивающего усилия якоря 6 в обмотку 5. Затем цикл может повторяться. Перемещение якоря может быть как одноразовым, так и состоять из многих шагов с небольшим ходом перемещения якоря. Это определяется задачей электромагнита и соответствующей настройкой электронного блока 7 как при работе на втягивание, так и на выталкивание.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет обеспечить достижение близкой к горизонтальной тяговой характеристики электромагнита, т.е. обеспечение одинаково большого тягового усилия как при небольших начальных перемещениях якоря электромагнита, так и при больших, состоящих из отдельных шагов перемещения, достижение одинакового тягового усилия как при втягивании, так и при выталкивании якоря, обеспечение большого хода якоря с большим тяговым усилием.