МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ТАХОМЕТРА

Предлагаемая полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к электрооборудованию транспортных средств, и может быть использована для визуального контроля числа оборотов коленчатого вала двигателя.
Тахометр является измерительным прибором и служит для измерения частоты вращения валов механизмов. В автомобилях для измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя ранее устанавливались механические тахометры, современные автомобили укомплектованы электрическими или электронными тахометрами.
При эксплуатации автомобиля тахометр служит индикатором для контроля стабильности работы двигателя на холостом ходу и при движении. По стабильности оборотов двигателя на холостом ходу можно судить о состоянии карбюратора, системы зажигания и самого двигателя.
Известен тахометр частотный Яловеги (патент RU № 2258228, G01P 3/48, опубл. 10.08.2005 г.), содержащий источник возбуждения ЭДС в виде постоянного магнита С-образной формы, площадь полюсов которого поперечного сечения средней его части. Напротив полюсов магнита размещены полюса магнитопровода, замыкающего магнитный поток, и между ними перпендикулярно магнитному потоку установлен немагнитный токопроводящий плоский диск, зубцы которого перекрывают, по крайней мере, один из полюсов магнита, при этом площадь зубца диска не менее чем на 15% больше площади полюса магнита, а величина воздушного зазора между полюсами магнита и магнитопровода не превышает минимальной величины линейного размера полюса магнита, полюса магнитопровода содержит дополнительные обмотки.
Недостатками данной конструкции магнитоэлектрической системы являются наличие участков с различной площадью в средней и поперечной частях магнита, что создает сложность в изготовлении; имеются ограничения площади МММ (на 15% больше, чем площадь полюса магнита).
Известна магнитоэлектрическая система униполярного типа (патент RU № 82923 U1, H01F 1/00, H02M 11/00), принятая за прототип. В данной системе магнит заключен между двумя магнитопроводами, верхний из которых имеет прорезь, катушку с намоткой. Прорезь верхнего магнитопровода выполнена с возможностью изменения площади, а постоянный магнит изготовлен из материала с высокой магнитной энергией, например из магнитопласта на основе неодим-железо-бор.
Недостатком прототипа является то, что постоянный магнит подвержен растрескиванию из-за хрупкости, особенно при использовании спеченных высококоэрцитивных материалов: гексаферритов, неодим-железо-бора, самарий-кобальта. Кроме того, имеются трудности при сборке, а именно в обеспечении нужного направления полюса в униполярной системе.
Задача заявляемой полезной модели - обеспечение надежности работы магнитоэлектрической системы тахометра и ее установки в оптимальном положении при сборке.
Поставленная задача решается следующим образом: в магнитоэлектрической системе, содержащей постоянный магнит из материала с высокой магнитной энергией, заключенный между двумя магнитопроводами, верхний из которых имеет прорезь, катушку с намоткой, поворачивающуюся на оси, на которой закреплены стрелка, держатель катушки, спиральные пружины. Постоянный магнит заключен в пластмассовую оболочку, полностью охватывающую периметр магнита, которая имеет боковые выступы в виде ушек с отверстиями под крепление. Кроме того, в пластмассовой оболочке выполнена ориентирующая выемка, которая предназначена для точной установки магнитной системы тахометра.
Оболочка защищает магнит от растрескивания, которой он подвержен из-за хрупкости, особенно при использовании спеченных высококоэрцитивных материалов: гексаферритов, неодим-железо-бора, самарий-кобальта.
Заключенный в оболочку магнит четко фиксируется винтами, что не позволяет ему сместиться относительно магнитопровода и оптимизирует концентрацию его магнитной энергии.
Ориентирующая выемка предназначена для точной установки магнитной системы тахометра, а именно для обеспечения нужного направления полюса в униполярной системе, что позволяет оптимально сориентировать ПМ на магнитопроводах.
Применение в конструкции магнитной системы тахометра оболочки ПМ, выполненной описываемым образом, обеспечивает возможность оптимальной установки системы в изделии и надежность ее работы.
Применение высококоэрцитивного магнита типа неодим-железо-бор или самарий-кобальт обеспечивает свободное продвижение катушки по магнитопроводу без заеданий и облегчает отслеживание поля.
Увеличение магнитной энергии постоянного магнита позволяет уменьшить количество витков на катушке.
В системе ПМ-МММ - энергия постоянного магнита не рассеивается, а концентрируется на магнитопроводе, что облегчает катушке процесс отслеживания поля и передачи его по верхнему магнитопроводу.
Полезная модель поясняется чертежами.
Фиг. 1 - общий вид магнитоэлектрической системы тахометра.
Фиг. 2 - схема ПМ с оболочкой.
Магнитоэлектрическая система тахометра состоит из постоянного магнита (1), зажатого между двумя магнитопроводами - верхним (2), выполненным с прорезью (на чертеже не обозначена), и нижним (3), а также измерительной катушки с обмоткой (5). Магнит и магнитопроводы находятся в пластмассовом корпусе (4). Катушка (5) поворачивается на оси (6) по дуге вдоль верхнего магнитопровода. Концы оси смазываются при сборке специальной силиконовой жидкостью, которая обладает демпфирующим свойством - гасит при движении автомобиля колебания стрелки. На оси (6) закреплены стрелка (не обозначена), держатель катушки (7) и спиральные пружины возврата (8, 9), которые служат одновременно для подвода тока к измерительной катушке тахометра.
Постоянный магнит заключен в пластмассовую оболочку (10), полностью охватывающую периметр магнита. Пластмассовая оболочка имеет боковые выступы (11) в виде ушек, в которых выполнены отверстия (12) под крепление. Кроме того, в пластмассовой оболочке выполнена ориентирующая выемка (13).
Работает система следующим образом.
Заключенный в оболочку магнит четко фиксируется винтами, что не позволяет ему сместиться относительно магнитопровода и оптимизирует концентрацию его магнитной энергии.
Силовые линии поля верхнего полюса (магнитный поток) постоянного магнита проходят через прорезь верхнего магнитопровода, взаимодействуют с электромагнитным полем катушки с обмоткой, возбуждая в ней электродвижущую силу. В результате взаимодействия возникает момент сил, увлекающий катушку по направлению тока. Ток пропорционален электродвижущей силе, следовательно, скорости вращения катушки.
Реализация полезной модели решает поставленные автором задачи.