Магнитная система с кольцевым рабочим зазором
Иллюстрации
Реферат
О П И С A Н И Е „, 570844
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсник
Социалистинесиик
Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11,02.76 (21) 2324285/07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 30.08.77. Бюллетень ¹ 32
Дата опубликования описания 30.08.77 (51) М. Кл. - G 01k 1/16
Н 01Г 7/02
Государственный комитет
Свнета |йнннстров СССР ао делам иеооретеннй и открытий (53) УДК 621.317.7 (088.8) (72) Автор изобретения
Ю. А. Мельников (71) Заявитель (54) МАГНИТНАЯ СИСТЕМА С КОЛЬЦЕВЪ|М РАБОЧИМ ЗАЗОРОМ
Изобретение относи-ся к электротехнике, в частности к конструкциям систем на постоянных магнитах, создающих радиально направленное магнитное;поле .в кольцевом рабочем зазоре, применяемых, например, в электроизмерительных приборах.
Известны магнитные системы, используемые в электроизмерительных приборах, которые выполнены на основе кольцевых постоянных магнитов с плоскими торцами, снабженными матнитомягкой частью для !передачи магнитных потоков в кольцевые рабочие зазоры (1).
Известна магнитная система для создания радиально направленного магнитного поля в кольцевом рабочем зазоре, состоящая из кольцевого магнита с двумя плоскими торцами, намагниченного радиально, и двух примыкающих к полюсам магнита магнитопроводов из ма!гнитомя!гкой стали, подводящих магнитные потоки от полюсов магнита к кольцевому рабочему. зазору системы, где размещена катушка (2).
Однако у такой системы сложен магнитопровод: его выполняют в виде составных размещенных коаксиально колец с перемычками-ступицами. Ступицы при этом укреплены на полюсах постоянных магнитов. В магнитных системах такого типа полюсные наконечники обычно изготавливают точением и фрезерованием; они представляют собой сравнительно дорогостоящие детали.
Цель изобретения — упрощение магнитной системы, улучшение экранировки н уменьшение ее габаритов.
Зто достигается тем, что в предлагаемой
5 магнитной системе с кольцевым рабочим зазором, выполненной на основе кольцевого (с плоскими торцами) радиально намагнпченно;го магнитa> снaоженното мati-нитомя1 КОII чaстыо и магнитно-мягким шунтом, установлен10 ным у одной из сторон магнита, участок из ма!гнитомягкого материала BbI(Iloлнен в виде двух установленных у полюсов магнита от,резков Kp глых cTa lhIIblx Tp) Îo к из ъ!а!гнитОмягкого материала, по крайней мере у одной
15 из которых края загнуты со стороны рабочего зазора системы под прямым углом к образующей цилиндрической поверхности трубок.
В трубке из магнитомягкого материала, установленной у внутрснней поверхности магни20 T a, a a II.a 0 o I H M e I o Top II,O i I, в ь! п 0 л и е и 11 a a, 11 p остирающнйся по азимуту всей круглой поверхности трубки так, что образуется магнитноненасыщенная перемычка.
Кроме того, для улучшения регулировки
25 магнитного поля в рабоче "I зазоре системы шунт установлен с возможностью поступательного смещения вдоль оси магнита и выполнен в виде плоского кольцевого диска, одIIa из плоскостей I
570844 в контакте с внутренней поверхностью магнитомяткой трубки, установленной у внутренней цилиндрической поверхности магнита.
На фиг. 1 показана магнитная система на основе радиально намагниченного магнита и двух трубчатых магнитопроводов; на фиг. 2 приведен вариант магнитной системы; на фиг. 3 изображена цельноэкранированная магнитная система с двумя пазами у концов трубчатого магнитопровода.
3 магнитной системе, спроектированной на основе кольцевого магнита 1, магнитомяский участок системы выполнен в виде двух установленных у полюсных цилиндрических поверхностей магнита отрезков круглых стальных магнитомягких трубок 2 и 3. У наружной трубки 2 края загнуты (развальцованы) со стороны рабочего зазора системы под прямым углом к образующей цилиндрической поверхности трубки. У магнитомягкой трубки, установленной у внутренней поверхности магнита, выше магнита имеется паз 4, простирающийся по азимуту всей круглой поверхности трубки так, что образуется магпитноненасыщенная перемычка 5.
Б кольцевом рабочем зазоре 6 системы создается сильное радиально направленное магнитное поле, в котором (при подаче на нее тока), движется катушка 7, жестко связанная с осью 8 прибора. С катушкой 7 жестко соедиkkена указательная стрелка 9, указывающая при перемешениях катушки 7 величины, на которые отградуирована шкала, укрепляемая на развальцованном крае внешней трубки 2 магнитопровода.
1 атушка 7 располагается вокруг отсеченной па-ом 4 кольцевой части трубки 3 магнитопровода через паз 10, который простирается вдоль образуюшей трубки 3 из стали. (Паз
10 помогает превратить ее в пружину, которая, стремясь расшириться, плотно укрепляет и зажимает магнит 1. Магнит выполняют из секторов, что упрощает и удешевляет технологию его изготовления, или в виде согнутого в кольцо кусочка ленты из магнитопласта или магнитоэласта).
Магнитная система, приведенная на фиг. 1, предпочтительна для случая, когда неооходимо магнитное поле в небольшом по диаметру кольцевом рабочем зазоре. Если нужно магнитное поле в большом рабочем зазоре, то предпочтительна магнитная система, показанная на фиг. 2. У внешнего диаметра кольцевого магнита 1 установлен магнитопровод 11 в виде отрезка тру.бки, а у внутреннего диаметра — трубчатый магнитопровод 12, при этом края трубчатого магнитопровода 12 загнуты в сторону рабочего зазора системы.
11риближенные друг к другу концы трубчатых магнитопроводов 11 и 12 формируют кольцевой рабочий зазор 6 с сильным радиально направленным магнитным полем. Передавая в рабочий зазор 6 магнитные потоки с кольцевых полюсов магнита, магнитопроводы 11 и 12 хорошо ограничивают потоки рассеяния
63
65 магнитной системы и служат экраном, защищающим от внешних помехонесущих магнитных полей магнит 1.
У магнитной системы, приведенной на фиг.
2, с целью обеспечения регулировки магнитного поля в рабочем зазоре 6 предусмотрена резьба в центральном канале 1магнитомягкой трубки 12, установленной у внутренней цилиндрической поверхности магнита 1. Эта резьба входит в зацепление с резьбой на центральном трубчатом выступе 13 шунта в виде диска 14, плоскость которого параллельна торцовой плоскости магнита 1.
При вращении диска 14 шунта он поступательно перемещается относительно торцовой плоскости магнита и резко меняет магнитное сопротивление в районе магнита, регулируя величину магнитного поля в рабочем зазоре
6. Тем самым компенсируется разница в величинах рабочих магнитных полей от прибора к прибору, вызванная неизбежным разбросом в свойствах магнитов, возникающим в процессе цх изготовления, На основе принципов, изложенных выше, может быть спроектирована и цельноэкранированная магнитная система с двумя рабочими зазорами для электроизмерительных приборов, показанная на фиг. 3. У этой системы имеются два трубчатых магнитопровода с загнутыми краями, два рабочих зазора 6 и соответственно у внутреннего трубчатого магнитопровода 15 два паза 4.
Работает магнитная система, показанная на фиг. 3, так же, как и система, изображенная на фиг. 1, но у нее существенно лучше используется магнит 1, так как потоки рассеяния с части системы (фиг. 1), противоположной рабочему зазору, используются для создания полезного магнитного потока во втором зазоре магнитной системы. Применение магнитной системы, показанной на фиг. 3, целесообразно, когда необходим прибор с минимальными внешними полями рассеяния, мешаюгцими нормальной работе соседних элементов электроблока.
Таким образом, в предлагаемой системе проще детали магнитопроводов. На изготовление магнитопроводов в виде отрезков трубок по сравнению с магнитопроводами в известных системах затрата труда примерно в десять раз меньше.
Благодаря предлагаемой форме магнитопроводов обеспечиваются меньшие потери основного магнитного потока с магнита на магнптопроводы и между магнитопроводами. 3а счет этого достигается экономия в весе магнита, т. е. самой дорогостоящей части системы. Уменьшение потоков рассеяния связано с тем, что магнит намагничен радиально так, что один полюс занимает целиком внутреннюю, а другой полюс — целиком внешнюю круглые поверхности кольцевого магнита. Тем самым исключаются диаметральные потоки рассеяния с одной части магнита на другую, 570844
17
1Ф неизбежные при диаметральном намагничивании магнита в известной системе.
Формула изобретения
1. Магнитная система с кольцевым рабочим зазором, содержащая кольцевой радиально намагниченный магнит с плоскими торцами с участком и з магнитомя гкого материала, и шунт из магнитомягкого материала, установленный у одной из сторон магнита, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения системы, уменьшения габаритов и улучшения экранировки, участок из магн итомягкого материала выполнен в виде двух установленных у полюсов магнита отрезков круглых стальных трубок из магнитомягко го материала, по крайней мере у одной из которых края загнуты со стороны рабочего зазора системы под прямым углом к образующей цилиндрической поверхности трубок, причем в трубке из магнитомя гкото материала, установленной у внутренней поверхности магнита, за плоским
его торцом, выполнен паз, простирающийся по азимуту всей круглой поверхности трубки так, что образуется магнитно-ненасыщенная перемычка.
2. Магнитная система по п. 1, о тл и ч а ющ а я с я тем, что, с целью улучшения регулировки магнитного поля в рабочем зазоре системы, шунт установлен с возможностью поступательного смещения вдоль оси магнита и выполнен в виде плоского кольцевого диска, одна из плоскостей которого параллельна торцовой плоскости магнита, причем шунт имеет центральный трубчатый выступ, находящийся в контакте с внутренней поверхностью трубки из магнитомягкого материала, установленной у внутренней цилиндрической поверхности
15 магнита.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Арутюнов В. О. Электрические измерительные приборы и измерители. ГЭИ, M.— Л., 20 1958.
2. Пятин Ю. М. Расчет электрических элементов измерительных приборов. М., «Машиностроение», 1965, с. 148.