Электромагнитное движущее устройство

Электромагнитное движущее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВ ТИЯЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 270879 (23) 2811731/27-11 (5 )+ ХЛ

В 60 L 13/00 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Государствеиимй конитет

СССР во делан изобретеиий и открмтик

Опубликовано 230881, бюллетень Й9 31

Дата опубликования описания 230881 (53)УДК 629.113 (088.8) (73) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по трубопроводным контейнерным тем (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ДВИЖУЩЕЕ YCTPOACTBO

Изобретение относится к транспортным средствам с электротягой и предназначено для использования в кон" тейнерных транспортных системах.

Известно электромагнитное движущее устройство, содержащее расположенные в ряд вдоль пути движения электромагниты, подключенные через соединенный с блоком управления коммутатор к бло- 10 ку питания, ферромагнитные втягиваеьеае элементы, чередующиеся с постоянным шагом с немагнитными элементами, и соединенные с блоком управления датчики положения перемещаемого объекта, установленные перед электро- 15 магнитами 1 .

Однако обмотки электромагнитов в известном устройстве имеют сравни- . тельно большое значение постоянной времени, которое в зависимости от 20 размеров и тягового усилия может до" стигать 0,1-0,5 с. В результате этого переходный процесс при включении и выключений обмотки возбуждения длится от долей секунды до секунды и даже более. Это не позволяет полу.— чать высоких скоростей движения. Если обмотку можно включать с опереже" кием, то с выключением дело обстоит гораздо сложнее. За время втягивания 30 ферромагнитного элемента ток не успевает уменьшиться до нуля и при дальнейшем движении, когда ферромагнитный элемент начинает выходить из электромагнита, отрицательная сила и ток начинают снова увеличиваться,так как знак первой производной потокосцепления меняется на обратный. Кинетическая энергия движущейся части в этом случае переходит в тепло, потери на нагрев электромагнита возрастают и коэффициент полезного действия будет небольшим.

Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия при движении на высоких скоростях.

Поставленная цель достигается тем, что электромагниты скомпанованы в две одинаковые группы, а коммутатор выполнен двухканальным, причем каждый канал снабжен блоком форсированного переключения и соединен с соответствующей группой электромагнитов, при этом электромагниты в каждой группе расположены с шагом, равньве величине от одной и одной трети до удвоенной длины электромагнита,рас- стояние между передними торцами смеж« ных электромагнитов соседних групп в полтора раза больше указанного ma856871 га, а шаг чередования ферромагнитных втягиваемых элементов равен шагу расположения электромагнитов в группе, умноженному на число электромагнитов в ней.

На фиг. 1 схематично представлено электромагнитное движущее устройство; на фиг. 2 — схема одного канала коммутатора; на фиг. 3 — кривые тягового усилия в каждом электромагните, суммарного тягового усилия и тока при включении и выключении для известно- Ы го устройства на фиг. 4 - то же, для предлагаемого устройства.

Электромагнитное движущее устройство содержит скомпонованный в группы 1 и 2 ряд соленоидных электромагнитов 3, индуктивности которых впервой группе обозначены как 3.1, 3.2, 3. 3

Электромагниты 3 расположены вдоль пути иа направляющей 4, напри- .И, мер на трубопроводе иэ немагнитного материала, и подключены соответственно через каналы 5 и 6 коммутатора 7 к источнику 8 питания. Перед передними торцами электромагнитов установлены датчики 9 прохождения, выходы которых И соединены со входом блока 10 управления, соединенного, в свою очередь, с коммутатором 7, Внутри направляющей 4 расположены ферромагнитные втягнваемые элементы .Я

11, чередующиеся с немагнитными элементами 12, которые могут представлять собой грузовые коитейиЕры.

Электромагниты в каждой группе .расположены с шагом h, равным величине, лежащей в пределах от одной и одной трети до удвоенной длины 1.электромагнита, расстояние а между передними торцами смежных электромагнитов соседних групп в полтора раза больше ф) шага h, а шаг L чередования ферромаг" нитных втягиваемых элементов равен шагу h расположения электромагнитов в группе, умноженному на число электромагнитов в ней.

45 ., ж; ый канал коммутатора 7 (на фиг. 2 представлен канал 5) содержит общий для группы электромагнитов тиристор 13, блок 14 форсированного переклкчения, представляющий собой мостовую схему на тиристорах 15-18 с конденсатором 19 в одной из диагоналей, тиристоры 20-22, -каждый для соответствующего электромагнита группы, и схему 23 отключения тиристора 13. 5$

Устройство работает следующим образом.

При подходе ферромагнитного элемента 11 к торцу, например первого электромагнита группы 1, стоящий пе- ф) ред ним датчик. 9 вырабатывает сигнал. tIo этому сигналу блок 10 управления вырабатывает импульсЫ, которые управляют соответствующими ключевыми элементами коммутатора, т.е. ти. ристорами. В результате этого первый электромагнит группы 1 подключается к источнику 8 через канал 5 коммутатора 7. Так как каналы 5 и 6 коммутатора 7 снабжены блоками 14 форсированного переключения, переходный процесс заканчивается быстро (эа

0,01-0,025 с).

Форсирование включения и выключения в каждом канале осуществляется за счет накопительного конденсатора, который при помощи тиристорных мостовых схем подключается параллельно электромагнитам, образуя с обмотками электромагнитов при включении и выключении короткозамкнутые колебательные контуры. В результате этого переходные процессы протекают в 2040 раз быстрее, чем п .л непосредственном включении и выключении. При этом энергия электромагнитного поля обмотки электромагнита, перешедшая в энергию электрического поля конденсатора при выключении, используется для форсированного включения следующего электромагнита в данной группе.

После включения первого электромагнита 3 группы 1 на ферромагнитный элемент 11 действует втягивающая сила. В положении, когда передний торец ферромагнитного элемента 11 еще не дошел до заднего торца первого электромагнита 3 группы 1 на величину перекрытия, предыдущий < ерромагнитный элемент 11 достигает торца первого электромагнита 3 группы 2 и этот электромагнит по сигналу с соответствующего датчика 9 подключается к источнику 8 питания через канал б коммутатора 7, который работает аналогично каналу 5. В положении,когда ферромагнитный элемент 11 погружается в первый электромагнит 3 группы

1, т.е. когда задний торец выходит из-под датчика 9, последний вырабатывает сигнал и с блока 10 подаются нмпульсы на соответствующие ключевые элементы канала 5 коммутатора 7. Происходит форсированное отключение электромагнита. Энергия электромагнитного поля обмотки этого электромагнита переходит в энергию электрического поля конденсатора, входящего в блок форсированного переключения в канале 5 коммутатора 7. При подходе тягового ферромагнитного элемента к торцу второго электромагнита группы 1 срабатывает датчик, стоящий перед ним, и за счет накопленной энергии при отключении первого электромагнита происходит форсированное включение второго электромагнита данной группы и так далее. Таким образом, при движении происходит чередование включения электромагнитов первой и второй групп. Для обеспечения равномерной тяги осуществляется перекрытие по времени нахождения двух

856821

Формула изобретения ферромагнитных тяговых элементов в зонах действия втягивающего усилия.

Четкая последовательность переключения и перекрытие моментов включения достигается за счет определенных соотношений между размерами электромагнитов и величин, характеризующих их геометрическое расположение.

При этом между моментом окончания ,спада тока при отключении электромагнита и моментом включения следующего электромагнита в этой же группе обеспечивается временной интервал, необходимый для восстаковленкя запирающих свойств ключей в каналах коммутатора.

Еривые 24 на фиг. 3 представляют собой нарастание и спад тока для известного устройства при включении и выключении одного электромагнита при движении со скоростью 2 м/с. Кривые 25 - втягивающие усилия в каждом электромагните, кривая 26 — суммарное втягивающее усилие. Включение должно осуществляться за 1,2 м до торца электромагнита. Отключение осуществляется в момент подхода втягиваемого ферромагнитного элемента к торцу. электромагнита. Даже при этом. ток не успевает снизиться до нуля и при выходе втягиваемого элемента из электромагнита возникает отрицательная сила.

В предлагаемом устройстве для получения такой же величины средней силы тяги при скорости 2 м/с протекание тока при включении и отключении одного электромагнита представлено кривыми 27, кривые 28 — втягивающие усилия в каждом электромагните,кривая — 29 суммарное втягивающее усилие. Переходные процессы при включении и выключении заканчиваются за

0,02-0,025 с. Суммарный ток в обмотке электромагнита существенно ниже, чем в предыдущем случае, тепловые потери снижаются и КПД повышается с 10-20% до 50-60%.

Применение изобретения в чепрерывных контейнерных транспортных системах позволяет не менее, чем в два раза сократить расход электроэнергии что дает существенный экономический з эффект.

Электромагнитное движущее устройство, содержащее расположенные в ряд вдоль пути движения электромагниты, подключенные через соединенный с блоком управления коммутатор к блоку питания, ферромагнитные втягнваеваае S элементы, чередующиеся с постоянник шагом с немагнитными злементамн, и соединенные с блоком управления датчики положения перемещаемого объекта, установленные перед электромаг-.

;ф интами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия при движении на высоких скоростях, электромагниты скомпанованы в две одкнаковые групп пы, а коммутатор выполнен двухканальнйм, причем каждый канал снабжен блоком форсирующего переключения к cqeдннен с соответствующей группой электромагнитом, при этом электромаг" инты в каждой группе расположены с

З" шагом, равньм величине от одной и одной трети до удвоенной длины электромагнита, расстояние между передними торцами смежных электромагнитов соседних групп в .полтора раза больше указанного шага, а шаг чередования ферромагнитных втягиваемых элементов равен шагу расположения электромагнитов в группе, умноженному ка число электромагнитов в ней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе е ю

1. Патент CI% В 3771462, кл. 104-148, 1973 (прототип).

856871

OINED

1сек сек3

Составитель Э.Кондратенко

Редактор В.Иванова Техред И. Голинка Корректор М. Шароши

Закаэ .7094/24 Тирам 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва,X-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Умгород, ул. Проектная, 4