[實用新型]單相直動插片式電磁鐵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320047202.2
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN203104143U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林瓊;阮健;孟彬;左強
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 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(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

本實用新型屬于流體傳動及控制領(lǐng)域中電液高速開關(guān)閥用的電?機械轉(zhuǎn)換器，尤其涉及一種單相直動插片式電磁鐵。

在電液比例/伺服控制系統(tǒng)中，作為電液控制元件關(guān)鍵部件的電?機械轉(zhuǎn)換器由于工作行程較小，其性能主要追求電能與機械能轉(zhuǎn)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(tài)響應(yīng)。另外，在特殊環(huán)境下（如車載或者航空航天等應(yīng)用場合），還要求閥以及電?機械轉(zhuǎn)換機構(gòu)在保證輸出功率的同時，能盡量減少外形尺寸和重量。

電液高速開關(guān)閥的控制信號一般為一系列幅值相等、每一周期占空比不同的脈沖信號，其電?機械轉(zhuǎn)換器主要是高速開關(guān)電磁鐵，脈沖高電平時電磁鐵的銜鐵在極限位置吸合，低電平時在機械彈簧力的作用下復(fù)位，以此對應(yīng)高速開關(guān)閥的全開和全閉兩種工作狀態(tài)。

對于要求快速性的高速開關(guān)電磁鐵而言，復(fù)位彈簧是關(guān)鍵部件之一，其剛度直接決定了銜鐵的返回時間和電磁鐵的固有頻率；然而彈簧作為機械零件，在使用過程中不可避免的會出現(xiàn)疲勞、斷裂以及腐蝕等，從而引起電磁鐵的可靠性問題，影響電磁鐵的使用壽命，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致電磁鐵失效；另外，在電磁鐵設(shè)計時還需要考慮彈簧的安裝方法和位置，從而使得其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本高。

為了克服已有的直動式高速開關(guān)電磁鐵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工成本高、可靠性差、使用壽命短的不足，相關(guān)技術(shù)人員提出了一種無彈簧直動式高速開關(guān)電磁鐵的結(jié)構(gòu)方案并獲得了實用新型專利授權(quán)，但由于該電磁鐵為整體式結(jié)構(gòu)，當(dāng)工作在電流瞬態(tài)變化的環(huán)境中時，不可避免的存在著電渦流的問題。電渦流使得電磁鐵的無用損耗及溫升增高；電渦流還對控制繞組內(nèi)電流的變化起到一定的阻礙作用，影響了電磁鐵的動態(tài)性能；另外，其定轉(zhuǎn)子整體式結(jié)構(gòu)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。

本實用新型要克服已有的無彈簧直動式高速開關(guān)電磁鐵的整體式結(jié)構(gòu)帶來電渦流大、損耗和發(fā)熱嚴(yán)重、功率重量比低的缺點，提供一種直動單相插片式電磁鐵，可大大降低渦流，從而獲得較低的溫升、優(yōu)良的動態(tài)特性以及高功率重量比，非常適合作為車載或者航空航天等應(yīng)用場合電液高速開關(guān)閥的電?機械轉(zhuǎn)換元件。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種單相直動插片式電磁鐵，其主要結(jié)構(gòu)包括銜鐵部件、定子部件、殼體、前端蓋和后端蓋。所述定子部分包括定子左保持架、定子左插片、定子右保持架、定子右插片、線圈保持架、控制線圈和圓環(huán)狀永磁體；定子左保持架與定子右保持架均通過高強度的增強尼龍材料注塑成型，可以在保持一定的強度和剛度的同時，大大減輕整機重量，有利于提高整機的功率重量比；定子左保持架上徑向分布有等間距的插槽用于插入定子左插片，定子左插片為采用硅鋼材料冷沖壓成型的扁平匚形狀；定子右保持架上同樣沿徑向分布有等間距的插槽用于插入定子右插片，定子右插片則為采用硅鋼材料冷沖壓成型的扁平條狀；定子左插片和定子右插片均以稍微過盈的配合插入定子左保持架和定子右保持架的插槽以構(gòu)成產(chǎn)生電磁力所必需的定子凸齒結(jié)構(gòu)；定子左保持架呈中空的半圓柱形狀，其內(nèi)側(cè)柱面掏空，形成半環(huán)狀空腔，所述線圈保持架位于兩個相同形狀的定子左保持架相互扣合所形成的空腔內(nèi)，控制線圈環(huán)繞其上形成電流勵磁相；所述環(huán)狀永磁體位于定子左保持架與定子右保持架之間且被軸向磁化成N極和S級。

一種單相直動插片式電磁鐵，其主要結(jié)構(gòu)包括銜鐵部件、定子部件、殼體、前端蓋和后端蓋。所述定子部分包括定子左保持架、定子左插片、定子右保持架、定子右插片、線圈保持架、控制線圈和圓環(huán)狀永磁體；定子左保持架與定子右保持架均通過高強度的增強尼龍材料注塑成型，可以在保持一定的強度和剛度的同時，大大減輕整機重量，有利于提高整機的功率重量比；定子左保持架上徑向分布有等間距的插槽用于插入定子左插片，定子左插片為采用硅鋼材料冷沖壓成型的扁平匚形狀；定子右保持架上同樣沿徑向分布有等間距的插槽用于插入定子右插片，定子右插片則為采用硅鋼材料冷沖壓成型的扁平條狀；定子左插片和定子右插片均以稍微過盈的配合插入定子左保持架和定子右保持架的插槽以構(gòu)成產(chǎn)生電磁力所必需的定子凸齒結(jié)構(gòu)；定子左保持架呈中空的半圓柱形狀，其內(nèi)側(cè)柱面掏空，形成半環(huán)狀空腔，所述線圈保持架位于兩個相同形狀的定子左保持架相互扣合所形成的空腔內(nèi)，控制線圈環(huán)繞其上形成電流勵磁相；所述環(huán)狀永磁體位于定子左保持架與定子右保持架之間且被軸向磁化成N極和S級。