[其他]電磁執行機構

在審

• 申請號: 101985000002911
• 申請日: 1985-04-18
• 公開（公告）號: CN1003822B
• 公開（公告）日: 1989-04-05
• 發明（設計）人: 上津原常男
• 申請（專利權）人: 三菱礦業水泥株式會社
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 李祥民

一電磁執行機構包含一外殼，其包括一固定鐵芯或一固定鐵芯和磁軛的組合并至少有一開孔；一個或一對穿過開孔可往復移動作為執行構件的活動鐵芯；一電繞組元件當電流流過時對活動鐵芯施加第一磁動勢；一永久磁鐵其對活動鐵芯施加一個與第一磁動勢相并聯的第二磁動勢；一產生偏置力的元件其對活動鐵芯施加一機械力。當電流流經繞組元件時，因磁力大于偏置力，活動鐵芯可往復地從一狀態移至另一狀態。該電磁執行機構能用小功率的電源來操作。

本發明普遍關系到許多電磁器件中能用來控制機械力的一種電磁執行機構，這些電磁器件例如有電磁繼電器、電磁開關、電磁閥、電磁鎖定裝置、電磁閘、電磁離合器、電磁振動器或其它類似的器件。

在工業技術、公眾應用等許多不同領域里，通常所用的電磁執行機構一般都利用電磁吸力和彈簧偏置力的一種組合。對于一種特定的用途，我們都知道：一個有自身保持能力（鎖定性質）的電磁執行機構是由一個電磁鐵、一個彈簧和一塊作為自鎖手段用的永久磁鐵所組成。

參看圖8（a）、（b），它表明了現有技術的最常用的插棒式電磁執行機構的構造。亦即在該圖中，這種插棒式電磁執行機構是由一個固定的由固定鐵芯1及繞于鐵芯1上的繞組件元件4所構成的構件、一個能在鐵芯1內往復移動的插棒形狀的活動鐵芯2以及一個能產生圖中向右偏置力的彈簧3所組成，當繞組元件4中沒有電流時（關狀態），這個偏置力能使固定鐵芯1和活動鐵芯2之間保持一個間隙1a。

圖8（a）表明了這種插棒式電磁執行機構的關狀態;亦就是活動鐵芯2由于目前受到彈簧3在圖示箭頭3a方向對活動鐵芯2施加的偏置力而處在機械穩定狀態。

當一個電流流入繞組元件4，如圖8（b），此時就產生磁通量27，同時產生一個與偏置力3a方向相反的磁吸引力，并且磁吸引力大于偏置力。于是，活動鐵芯2被迫移向固定鐵芯1，且與它成如圖8（b）那樣的接觸。這樣，若在活動鐵芯2上裝一個執行構件，例如電接觸零件、閥門桿或其它類似的構件（圖中未畫），就能使這執行構件在機械上動作起來。

這種機械執行狀態在繞組元件4的開狀態下一直保持下去。另一方面，如果繞組元件4從開狀態轉變到關狀態，那么由于彈簧3的偏置力的影響，活動鐵芯2將回到圖8（a）所示的機械穩定狀態。

參看圖9（a）、（b），圖中表示了另一種常用的電磁執行機構，其中附加了一個鎖定用的永久磁鐵5。這種鎖定型的電磁執行機構是如此構成的，即永久磁鐵5的磁動勢是串聯地加在由固定鐵芯1和活動鐵芯2組成的磁路磁動勢之中，如圖8（a）、（b）所示。

當繞組元件4處在關狀態時，即其中沒有電流流過，由永久磁鐵5的磁動勢引起的磁通量26，就對因彈簧3而在箭頭3a方向永遠受到偏置力的活動鐵芯2施加了一個吸引力。由于這個永久磁鐵5的吸引力的存在且與彈簧3的偏置力相平衡，活動鐵芯2就與固定鐵芯1離開一個空隙1a，這種狀態稱為“第一種機械穩定狀態”。

其次，當一系列脈沖電流按圖9（a）所示方向流入繞組元件4時，在永久磁鐵5所產生的磁通量26上就重疊產生了磁通量27，于是產生了一個大于彈簧3的偏置力（箭頭3a）的磁吸引力。因此，活動鐵芯2被吸引，且被強迫移向固定鐵芯1。結果，活動鐵芯2與固定鐵芯1相接觸。這種狀態如圖9（b）所示并叫做“第二種機械穩定狀態”。采用這種方法，若在活動鐵芯2上裝一個執行構件，例如電接觸零件、閥門桿或其它類似的構件（圖中未畫），就可以使這執行構件在機械上動作起來。

在第二種機械穩定狀態下，如果有一系列依圖9（b）所示方向的脈沖電流流過，這就產生了一個與永久磁鐵5引起的磁通量26方向相反的磁通量27。于是活動鐵芯2不受磁吸引力的影響，且由于偏置力（箭頭3a）的影響活動鐵芯2將回到圖9（a）的第一種機械穩定狀態，并將留在這一狀態。

然而，以上所述的圖8（a）、（b）通常的插棒式電磁執行機構有下列一些問題：

（a）對于執行機構要求的吸引力和要求的沖程，所需的磁動勢（安培匝）較大。

（b）因為當執行機構在它的執行位置時執行機構需要保持在開狀態，所以這種執行機構要花費較多的電能。

（c）消耗電能時，繞組元件要產生熱量，所以這種電磁執行機構的尺寸將增大。