[發(fā)明專利]高速雙向永磁復(fù)位比例電磁鐵

無效

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• 申請日: 2012-05-02
• 公開（公告）號: CN102637504A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁月峰;陶國良;劉昊
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H01F7/06
• 分類號: H01F7/06;F16K31/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電磁鐵，尤其涉及一種高速雙向永磁復(fù)位比例電磁鐵。

背景技術(shù)

氣動比例控制技術(shù)是傳統(tǒng)的開關(guān)型氣動技術(shù)向比例伺服控制方向發(fā)展的新型應(yīng)用技術(shù)。氣動比例伺服閥是氣動伺服定位運動控制系統(tǒng)必需的核心元件，是機電氣一體化產(chǎn)品的典型代表。氣動比例伺服元件的開發(fā)代表著氣動元件生產(chǎn)企業(yè)最高科技研發(fā)水平。

比例電磁鐵是氣動比例閥的關(guān)鍵組成部分，其輸入一般是比例放大器輸出的電流或電壓信號，輸出為推拉力或者位移，并帶動比例閥的閥芯運動，從而對氣動回路的壓力、流量等參數(shù)連續(xù)調(diào)節(jié)。比例電磁鐵輸出力或位移同輸入控制信號間的各種靜態(tài)特性以及頻率響應(yīng)等動態(tài)響應(yīng)性能對氣動比例閥的工作性能有重要影響。

已有的比例電磁鐵廣泛采用動鐵式結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有輸出力大、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，但動鐵質(zhì)量大，慣性大，線圈電感量大，非線性和遲滯明顯，系統(tǒng)響應(yīng)慢，且僅能單向運動，需要外部機械彈簧復(fù)位，存在零位死區(qū)，一般只能用于低速的比例減壓閥等，不能滿足有快速動態(tài)響應(yīng)要求的氣動比例伺服流量方向閥需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有比例電磁鐵存在的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種高速雙向永磁復(fù)位比例電磁鐵，適用于有快速響應(yīng)需求的氣動比例閥，特別是氣動比例伺服流量方向閥需要。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

包括電磁鐵外殼、圓筒推桿、永磁內(nèi)環(huán)、固定螺釘、永磁外環(huán)、線圈骨架、電磁線圈、線性霍爾傳感器、固定螺母、引線孔、非導(dǎo)磁螺釘、后端蓋和零位調(diào)整螺釘；電磁鐵外殼內(nèi)同軸裝有線圈骨架，線圈骨架的外側(cè)面開有三個環(huán)形槽，線性霍爾傳感器粘結(jié)在中間環(huán)形槽內(nèi)，在兩側(cè)的環(huán)形槽內(nèi)反向繞制并串聯(lián)有兩個電磁線圈，線圈骨架一側(cè)通過非導(dǎo)磁螺釘與后端蓋固接；線圈骨架內(nèi)同軸裝有圓筒推桿，圓筒推桿有桿的一端伸出在電磁鐵外殼外，圓筒推桿有桿的一端與電磁鐵外殼孔為間隙配合，永磁外環(huán)套在圓筒推桿另一端的外側(cè)并用固定螺母在臺階上固定，永磁外環(huán)與線圈骨架的內(nèi)側(cè)面為間隙配合；圓筒推桿內(nèi)同軸裝有永磁內(nèi)環(huán)，永磁內(nèi)環(huán)通過固定螺釘緊固在零位調(diào)整螺釘小端面，零位調(diào)整螺釘大端與后端蓋中心開有的通孔通過螺紋相配合；后端蓋外端面開有兩個引線孔，后端蓋與電磁鐵外殼通過螺釘固定連接。

所述的電磁鐵外殼、圓筒推桿、固定螺釘、線圈骨架、固定螺母、后端蓋和零位調(diào)整螺釘均為非導(dǎo)磁材料。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.內(nèi)外雙永磁環(huán)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生線性磁彈簧特性，起到復(fù)位和產(chǎn)生平衡反力作用，且無機械彈簧的零位死區(qū)；

2.內(nèi)外雙永磁環(huán)結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生很高磁彈簧剛度和較大的可用行程。在產(chǎn)生同等推力或位移情況下，動鐵芯質(zhì)量顯著減小，慣性大大降低，明顯提高系統(tǒng)響應(yīng)頻寬；

3.通過調(diào)節(jié)零位調(diào)整軸的位置，由永磁內(nèi)外環(huán)之間的磁彈簧力帶動動鐵芯移動，可從外部方便調(diào)整比例伺服流量方向閥閥芯的零位對中；

4.采用線性霍爾傳感器測量永磁外環(huán)位置，方便與外部比例放大器構(gòu)成閥芯位置閉環(huán)控制，進一步能顯著提高整個比例伺服流量方向閥的閥芯位置控制精度和系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度。

本發(fā)明在氣動比例控制技術(shù)中應(yīng)用前景廣闊，并可對氣動元件制造企業(yè)帶來好的經(jīng)濟和社會效益。

附圖說明

附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視圖。

附圖1中：1.電磁鐵外殼，2.圓筒推桿，3.永磁內(nèi)環(huán)，4.固定螺釘，5.永磁外環(huán)，6.線圈骨架，7.電磁線圈，8.線性霍爾傳感器，9.固定螺母，10.引線孔，11.非導(dǎo)磁螺釘，12.后端蓋，13.零位調(diào)整螺釘。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。