[發明專利]直動雙向插片式電磁鐵

有效

• 申請號: 201310032894.8
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103187810A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 林瓊;阮健;孟彬;左強
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H02K1/17
• 分類號: H02K1/17;H02K1/18;H02K1/14
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本發明屬于流體傳動及控制領域中電液控制元件用的電-機械轉換器，尤其涉及一種直動雙向插片式電磁鐵。?

背景技術

在電液比例/伺服控制系統中，作為電液比例/伺服閥關鍵部件的電-機械轉換器由于工作行程較小，其性能主要追求電能與機械能轉換的實時性和精度，也就是要求在保證一定的輸出力/力矩的同時，盡量取得較高的動態響應。另外，在特殊環境下（如車載或者航空航天等應用場合），還要求閥以及電-機械轉換機構在保證輸出功率的同時，能盡量減少外形尺寸和重量。?

與傳統的電-機械轉換器如力矩馬達、線性力馬達以及比例電磁鐵相比，雙凸齒式閥用電-機械轉換器的最大特征是定子和轉子(銜鐵)上開有若干小齒，因而具有輸出力(力矩)和控制精度與轉子(銜鐵)的齒數成正比的特點，近年來在基于液壓伺服螺旋機構的2D閥等領域里得到了應用。雙凸齒式閥用電-機械轉換器按照定子分相方式的不同可以分為徑向分相式和軸向分相式兩種，后者與前者相比，通過將定子勵磁相改置于永磁體的一側或兩側，從而可以構成多種旋轉式、直動式、單相以及雙相等新型的閥用電-機械轉換器，而且很容易設計成濕式耐高壓結構。?

在交流控制方式下工作的電磁元件都存在渦流的問題，一般都是通過將定轉子鐵芯疊片的方式來降低渦流損耗。軸向分相式的雙凸齒式閥用電-機械轉換器由于不能像徑向分相結構那樣沿軸向疊片，所以只能采用整體式結構。但該結構在交流方式控制下渦流效應嚴重，使得電-機械轉換器的無用功損耗增高，線圈發熱嚴重，渦流還對控制繞組內電流的變化起到一定的阻礙作用，影響了電-機械轉換器的動態性能。另外，其定轉子整體式結構的特點也決定了必須要使用整塊金屬作為鐵芯的軟磁材料，從而使得重量居高不下，影響了整機的功率重量比。?

發明內容

本發明要克服原有的直動式雙凸齒電磁鐵由于其整體式金屬材料定轉子結構帶來的渦流大、損耗和發熱嚴重、功率重量比低的問題，提供一種直動雙向插片式電磁鐵，將其作為2D閥用電-機械轉換器，可大大降低渦流，從而獲得較低的溫升、優良的動態特性以及高功率重量比。?

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：?

一種直動雙向插片式電磁鐵，包括定子部件、銜鐵部件、殼體以及前后端蓋。所述定子部件位于銜鐵部件的外側，所述定子部件包括第一定子保持架、第二定子保持架、第三定子保持架、第四定子保持架、定子硅鋼片、第一線圈保持架、第二線圈保持架、第一控制線圈、第二控制線圈、永磁體和殼體。所述殼體為定子部件的基體，用來支撐、容納和定位其他定子零部件；所述第一定子保持架、第二定子保?持架、第三定子保持架、第四定子保持架為高強度的增強尼龍材料注塑成型；所述第一定子保持架、第二定子保持架、第三定子保持架、第四定子保持架均布置在銜鐵外圈，第一定子保持架和第二定子保持架形狀相同，兩者相互扣合構成定子左保持架并通過殼體壓緊，第一線圈保持架位于定子左保持架的空腔內，所述第一控制線圈環繞在第一線圈保持架上組成電流勵磁的一相；第三定子保持架和第四定子保持架形狀相同，兩者相互扣合構成定子右保持架并通過殼體壓緊，所述第二線圈保持架位于所述定子右保持架的空腔內，所述第二控制線圈環繞在第二線圈保持架上組成電流勵磁的另一相；所述永磁體為圓環形狀，其軸向尺寸要求保持為定子以及銜鐵硅鋼片齒距的（K-1/2）倍，K為任意正整數，永磁體位于所述定子左保持架和定子右保持架之間且被軸向磁化成N極和S極。?

所述四個定子保持架形狀相同，均為中空的半圓柱體，杯體外圓周面開有徑向均勻分布的插槽，其形狀尺寸要求和定子硅鋼片相同；定子硅鋼片為冷沖壓成型的扁平匚形狀，其兩個末端上分別開有軸向均勻分布且數目相等的小齒，小齒的齒寬和槽寬相等；定子硅鋼片兩條內邊的距離要求保持為齒距的整數倍；定子硅鋼片以稍微過盈的配合插入四個定子保持架上的插槽以構成產生電磁力所必需的定子凸齒結構。?

所述銜鐵部件包括銜鐵保持架、銜鐵插片與推桿三部分，銜鐵保持架為高強度的增強尼龍材料注塑成型，其外圓周面上開有一定深度且均勻分布的矩形插槽，其形狀尺寸要求和銜鐵硅鋼片相同；銜鐵保持架安裝在推桿之上，可與閥芯聯動的推桿通過直線軸承支撐在前端?蓋及后端蓋中，銜鐵硅鋼片為冷沖壓成型的扁平長條形狀，且軸向均勻分布有多個小齒，其齒寬和槽寬相等；銜鐵硅鋼片以稍微過盈的配合插入銜鐵保持架上的插槽以構成產生電磁力所必需的銜鐵凸齒結構；銜鐵保持架安裝在推桿上，所述推桿的兩端分別安裝在前端蓋和后端蓋上。?

為進一步減輕整機重量，殼體和前后端蓋也可以采用高強度的增強尼龍材料注塑成型。?