[發明專利]高精度線性電磁鐵

在審

• 申請號: 201510965629.4
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN106910590A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 袁光偉;袁焱
• 申請（專利權）人: 貴陽航空電機有限公司
• 主分類號: H01F7/08
• 分類號: H01F7/08;H01F7/13
• 代理公司: 貴陽春秋知識產權代理事務所(普通合伙)52109
• 代理人: 李萬強,楊云

技術領域

本發明涉及一種電磁鐵，尤其涉及一種高精度線性電磁鐵。

背景技術

電磁鐵是通電產生電磁的一種裝置，通過在鐵芯外部纏繞與其功率匹配的導電繞組，這種通有電流的線圈像磁鐵一樣具有磁性，故稱之為電磁鐵。電磁鐵是通過通電流來產生磁力的，屬于非永久磁鐵，可以輕易地將其磁性啟動或消除。

常見的電磁鐵通常是通過銜鐵受線圈產生的磁場吸引，從而進行一定的位移，來實現通斷功能。但傳統的電磁鐵通常只有通和斷之分，沒有中間量，或者至少說沒有準確的與電流成線性的中間量。

發明內容

針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明旨在提供一種位移與電流呈線性、位置精確的高精度線性電磁鐵。

為了實現上述目的，本發明的高精度線性電磁鐵采用以下技術方案：包括銜鐵，從銜鐵輸出端開始，沿銜鐵長度方向上依次設置有左右各一的內導磁塊、線圈組件、左右各一的內導磁塊，銜鐵與內導磁塊、線圈組件之間均留有工作氣隙；在內導磁塊和線圈組件的外側固定設置有與所述銜鐵初始位置平行的兩塊外導磁塊；在內導磁塊、外導磁塊的兩側設置有永磁體。

上述的高精度線性電磁鐵，其中：所述線圈組件為兩組，兩組之間設置有壓縮彈簧。

上述的高精度線性電磁鐵，其中：靠近銜鐵輸出端的內導磁塊外側設置有調節螺釘，其調節端露出外導磁塊，另一端壓緊在銜鐵上。

上述的高精度線性電磁鐵，其中：在所述外導磁塊的兩端分別固定設置有前擋板、后擋板，前擋板中央留有供銜鐵伸出的孔。

與現有技術比較，本發明的磁場由永磁體產生的固定磁場及線圈產生的控制磁場兩部分疊加而成，永磁體與線圈產生的疊加磁場產生銜鐵的電磁驅動力，銜鐵在左右兩側所受電磁力的差值下進行偏轉，從而使得銜鐵的形變回復力近似與線圈的電磁吸力成比例關系，該電磁驅動力可分別和銜鐵左右方向的位移、驅動電流呈線性關系，且位置精確；同時，調節螺釘可以調節初始位置的工作氣隙大小。

附圖說明

圖1是本發明的外形圖；

圖2是本發明的K-K剖視圖；

圖3是本發明的J-J剖視圖；

圖4是本發明的L-L剖視圖。

圖中：內導磁塊1、螺釘2、固定片3、線圈組件4、調節螺釘5、前擋板6、銜鐵7、螺母8,、壓縮彈簧9、外導磁塊10、軸向螺釘11、后擋板12、永磁體13。

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施例對本發明作進一步說明：

如附圖1、2、3、4所示，本發明的高精度線性電磁鐵，包括銜鐵7，從銜鐵7輸出端開始，沿銜鐵7長度方向上依次設置有左右各一的內導磁塊1、線圈組件4、左右各一的內導磁塊1，銜鐵7與內導磁塊1、線圈組件4之間均留有工作氣隙；線圈組件4為兩組，兩組之間設置有壓縮彈簧9，本實施例采用4個壓縮彈簧9保證受力均衡；在內導磁塊1和線圈組件4的外側固定設置有與所述銜鐵7初始位置平行的兩塊外導磁塊10, 螺釘2將內導磁塊1、外導磁塊10固定；在內導磁塊1、外導磁塊10的兩側設置有永磁體13。靠近銜鐵7輸出端的內導磁塊1外側設置有調節螺釘5，其調節端露出外導磁塊10，另一端壓緊在銜鐵7上，用于調節工作氣隙的大小；在所述外導磁塊10的兩端分別固定設置有前擋板6、后擋板12，前擋板6中央留有供銜鐵7伸出的孔，用于對本發明的高精度線性電磁鐵進行防護。

本發明的原理：由于電磁鐵具有徑向對稱結構，銜鐵初始位置的左右兩側工作氣隙相等。當線圈中無電流通過時，電流為零，線圈不產生控制磁場，此時電磁鐵的銜鐵兩側由永磁體產生的磁場力大小相等，方向相反，使銜鐵處于中位平衡狀態即軸線位置。而當線圈中通有一定電流時，電流產生的控制磁場疊加永磁體產生的固定磁場，形成了復合磁場。當通以圖4中所示方向的電流時，工作氣隙中電流產生的控制磁場與銜鐵一側的永磁體產生的固定磁場同向，從而形成了加強的復合磁場，而銜鐵另一側的工作氣隙中，電流產生的控制磁場與銜鐵一側的永磁體產生的固定磁場方向相反，進而形成了削弱的復合磁場。由于初始位置有左氣隙=右氣隙，所以銜鐵左側的電磁吸力會大于右側的電磁吸力，而且當兩者之差足夠大而克服銜鐵所受的阻力時，銜鐵便會向左移動。在線圈中電流保持不變的情況下，隨著銜鐵的左移，左側氣隙減小，銜鐵所處位置所受的左側磁場的磁密度增大，因此該側受到的電磁吸力增大，而右側氣隙增大，銜鐵所處位置所受的右側磁場的磁密度減小，該側受到的電磁吸力減小。這進一步增大了銜鐵上向左的總的電磁吸力，使得銜鐵輸出點會繼續向左側運動。根據計算，銜鐵輸出點的移動距離與電流大小近似成正比。