182428. lajstromszámú szabadalom • Tehertartó elektromágnes és eljárás és kapcsolási elrendezés tehertartó elektromágnes üzemeltetésére, a mágneses gerjesztettség csökkentésére, ill. megszűntetésére
182428 légrésen haladnak át; az ilyen mértékű légrés jelentős mértékben rontja a hatásfokot, adott súly felemeléséhez jóval nagyobb mágnesteret kell gerjeszteni, mint a mágnesfelület és a tárgyfelület közötti közvetlen érintkezés esetén. 5 A mágnes és az emelendő tárgy közötti közvetlen érintkezésnek különösen nagy a jelentősége fémdobozok, illetve fémfedővel lezárt üveg esetében, egyrészt a mágnesezhető fémlemez korlátozott tömege, másrészt a fedelek benyomott kivitele esetén mindenképpen kép- 10 ződő légrés miatt. A gyakorlatban alkalmazott teheremelő mágneseknek a teheremelés kezdetén a névleges húzóerő többszörösét kell kifejteni a mágneslap és a tárgy közötti légrés mi^tfTÁ mágneseket ezért a felemeléshez szükséges húzó- 15 érőnek megfelelő gerjesztési értékre méretezik, majd a felemelést íeövetően ai áramerősséget csökkentik előtétellenállások soros bekapcsolásával. Ez egyrészt nagyfokú túlméretezésf jelent, másrészt az előtétellenállások jelentős energiaveszteség forrásai. 20 Az említett alkalmazási területen további sajátos problémákat is figyelembe kell venni. Általában a teheremelő mágneseknél nem kritikus a lemágnesezési igény gyakran teljesen el is esik, mert a gerjesztés megszüntetése után fennmaradó mágnesezettség a nagyobbsúlyú 25 tárgyak tartására eleve nem elegendő, a felemelt tárgyak ekkor önsúlyuknál fogva leszakadnak. Ha a kis fémtömegű tárgyak eredő súlya is kicsi, a maradó mágnesség ellenében gyakran nem tudnak leszakadni, ezért meg kell oldani a lemágnesezést is. 30 Az említett szakterületen ezért olyan teheremelő és tehertartó mágnesre van szükség, mely — nincs túlméretezve, — nincs üzemszerű veszteségi teljesítménnyel terhelve, — a tárgyak biztos elengedése céljából kedvező fel- 35 tételek között teszi lehetővé a lemágnesezést. Lehetővé kell tenni, hogy a különböző súlyú edények emeléséhez a mágneses térerőt tág határok között változtassuk a feszültség változtatása révén. A kedvező feltételek között végrehajtható lemágnesezés tegye lehetővé 40 a kis súlyú terhek, pl. üres fémdobozok megbízható leválasztását, azt, hogy a doboz fémrészében visszamaradó permanens erőt legyőzhesse még kis önsúly is. A találmány alapja az a megfontolás, hogy olyan teheremelő és tehertartó mágnesrendszer kialakításához, 45 mely kis fémtömegű és kissúlyú tárgyak esetében is biztosítja mind az energiatakarékos üzemet, mind a megbízható elengedéshez szükséges mértékű lemágnesezést, ki kell indulni abból az ismert tényből, hogy a szakaszos üzemű elektromos készülékek rövid ideig károsodás nél- 50 kül túlterhelhetők és így a tartóerőt biztosító névleges áramerősségre tervezett emelőmágnes megengedett időtartamú túlterhelése elégséges a felemeléshez szükséges túlgerjesztéshez, továbbá a gerjesztés széles tartományban való változtatása különösen kedvezően biztosítható 55 a gerjesztő komplexum moduláris felépítésével, ugyanakkor a gerjesztő energiát szolgáltató induktivitások mindenkori kombinálásához szükséges csatoló, illetve átkapcsoló szerveket oly módon kell kialakítani, hogy a mágnestér megfelelő mértékű felépítésének követel- 60 ményeit és a lemágnesezés feltételeit egyaránt tudják biztosítani anélkül, hogy ezzel túl bonyolulttá válnék a mágnesköri és áramköri kombináció. Felismertük, hogy ebből a célból a teheremelő mágneseknek azt a típusát kell továbbfejleszteni, melynél 65 3 : -a mágnestér felépítését egy vagy több modulelem alkalmazása biztosítja, s a modulelemben a gerjesztő induktivitás osztott kivitelű, vagyis külön kivezethető végekkel rendelkező legalább két — első, illetve második — tekercs alkotja a modulelem mágnesterét gerjesztő induktív komplexumot. A találmány szerint a gerjesztő komplexum tekercsei k özös vasmagon vannak elrendezve, az első, illetve második tekercs egyik végei közvetlen galván csatolással csatlakoznak a tápforrás ellentétes polarítású sarkaira, másik végei közvetlenül csatlakoznak — egy vagy több felvezető kapcsolóval kialakított — elektronikus kapcsolószerv egy-egy kivezetésére és további egy-egy kapcsolószerven át csatlakoznak a mindenkori másik tekercs egyik végére. E leírásban „félvezető kapcsoIó”-nak az olyan típusú félvezető készüléket nevezzük, mely maradéktalanul teljesíti a kapcsolók szokásos — áramkört megszakító, illetve záró — funkcióját, mely tehát valamely áramköri ágba sorosan beiktatva az egyik állapotban egyértelmű szakadást jelent az áramköri ágban, a másik állapotban pedig — az üzemi paraméterekhez viszonyítva — gyakorlatilag rövidzárat jelent az áramköri ágban. Ezt a funkciót a félvezető készülékekre általában jellemző szelephatású jelleg önmagában még nem biztosítja. Az egyszerű félvezető dióda pl. csak a polaritásától függő egyik irányban reprezentál (a kapcsai közötti megfelelő előjelű feszültségkülönbség esetén) szakadást ; az energiatakarékos tehertartó mágneshatás és a megfelelő lemágnesezhetőség egyidejű biztosítását célzó találmány szerinti áramkörben.viszont a szakadásnak irányfüggetleniil kell fennállnia. Az így értelmezett félvezető kapcsoló tehát olyan építőelem, melynek közismert reprezentánsa a tirisztor, más néven vezérelt félvezető egyenirányító. A találmány szerinti áramkörben az elektronikus kapcsolószervben félvezető kapcsolóként olyan félvezető készülék alkalmazható, mely — a tirisztorra jellemző működésmóddal — kikapcsolt állapotban biztosítja a szakadás irányfüggetlen fennállását és viszont bekapcsolt állapotban optimális üzemi viszonyok mellett biztosítja a mágnestér felépítését célzó áramvezetést. A további kapcsolószervek megválasztására nincs ilyen megszorítás, azok lehetnek mechanikus megszakítók, jelfogó érintkezők, elektronikus kapcsolók stb. A találmány szerinti tehertartó elektromágnes előnyös kiviteli alakjánál az elektronikus kapcsolószerv harmadik lekercsen át egymással sorbakapcsolt két félvezető kapcsolóval van kialakítva és az első, illetve második félvezető kapcsolónak — a harmadik tekercs egyik, illetve másik végével közösített — egyik kivezetései további egy-egy kapcsolószerven át annak az — első, illetve második — tekercsnek egyik végére csatlakoznak, mely tekercs másik vége ugyanazon — első, illetve második — félvezető kapcsoló másik kivezetésére csatlakozik. Az így kialakított elektromágnesnél a lemágnesezés adott esetben ismert módon is elvégezhető, különösen előnyös azonban a találmány szerinti új lemágnesező eljárás alkalmazása. A lemágnesezést szokásosan úgy végzik, hogy fokozatosan csökkenő intenzitású (lecsengő), váltakozva ellentétes polaritású áramlökéseknek — és így lecsengő, váltakozva ellenkező értelmű mágneses gerjesztésnek — teszik ki a lemágnesezendő tárgyat. Egyes ismert megoldásoknál az áramlökéseket úgy hozzák létre, hogy impulzussereg egyes impulzusainak töltésintegrálját az állan2
