[實(shí)用新型]一種變側(cè)隙比例電磁鐵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720258180.2
• 申請(qǐng)日: 2017-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206584791U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張躍華;鄧嫄媛;王攀然;李儉;唐茂;高蕾娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都大學(xué)
• 主分類號(hào): H01F7/08
• 分類號(hào): H01F7/08;H01F7/13;H01F7/16
• 代理公司: 成都科奧專利事務(wù)所(普通合伙)51101
• 代理人: 王蔚

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種比例電磁鐵，特別是涉及一種變側(cè)隙比例電磁鐵。

背景技術(shù)

作為電液比例控制器件中的關(guān)鍵部件之一，比例電磁鐵的功能是將比例控制放大器輸入的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成力或位移。因此，電液比例控制技術(shù)對(duì)比例電磁鐵的位移——力特性提出了嚴(yán)格的要求，即比例電磁鐵必須具備水平的位移——力特性曲線，在其有效工作行程內(nèi)，當(dāng)線圈電流一定時(shí)，其輸出力保持恒定，而與動(dòng)鐵芯(銜鐵)的位移無(wú)關(guān)。

現(xiàn)行比例電磁鐵的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由推桿(1)、限位片(2)、導(dǎo)套(3)，隔磁環(huán)(4)、控制線圈(5)、動(dòng)鐵芯(6)、調(diào)零機(jī)構(gòu)的彈簧(7)和調(diào)零機(jī)構(gòu)的螺釘(8)組成，所述動(dòng)鐵芯(6)前后端的直徑相同。該比例電磁鐵工作時(shí)，由控制線圈(5)產(chǎn)生的磁力線分為兩條支路Φ1和Φ2，其中Φ1支路經(jīng)動(dòng)鐵芯(6)軸向通過(guò)盆形極靴底部的工作氣隙；Φ2支路經(jīng)動(dòng)鐵芯(6)斜向通過(guò)盆形極靴的錐形周邊，到達(dá)導(dǎo)套(3)的前端。支路Φ1和Φ2對(duì)動(dòng)鐵芯產(chǎn)生的電磁力的軸向分力分別為F1和F2，其合力即為動(dòng)鐵芯(6)受到的驅(qū)動(dòng)力F。

現(xiàn)行比例電磁鐵主要依靠特殊形狀的盆形極靴將磁力線分為兩條支路，通過(guò)盆形極靴的相關(guān)尺寸調(diào)整兩條磁力線支路所產(chǎn)生軸向電磁分力的相對(duì)大小，從而在動(dòng)鐵芯的位移—力曲線上產(chǎn)生一段近似水平的線性區(qū)域(即比例電磁鐵的工作行程)。由于現(xiàn)行比例電磁鐵的動(dòng)鐵芯靠近行程終點(diǎn)時(shí)，其電磁吸力會(huì)急劇增大，導(dǎo)致其位移-力特性線性度差，工作行程相對(duì)較短，這也是現(xiàn)行比例電磁鐵不得不采用限位片來(lái)規(guī)避該段行程的重要原因。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種位移—力特性的線性度更好、工作行程更長(zhǎng)的變側(cè)隙比例電磁鐵。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的解決方案是：一種變側(cè)隙比例電磁鐵，包括導(dǎo)套、控制線圈、隔磁環(huán)、推桿和動(dòng)鐵芯，推桿連接于動(dòng)鐵芯上，導(dǎo)套包括前段導(dǎo)套和后段導(dǎo)套，隔磁環(huán)位于前、后段導(dǎo)套之間，所述動(dòng)鐵芯包括前段動(dòng)鐵芯和后段動(dòng)鐵芯，前段動(dòng)鐵芯的直徑大于后段動(dòng)鐵芯的直徑，前、后段動(dòng)鐵芯之間通過(guò)圓錐面或曲面過(guò)渡，前段動(dòng)鐵芯沿軸向的長(zhǎng)度小于前段導(dǎo)套沿軸向的導(dǎo)磁長(zhǎng)度，后段動(dòng)鐵芯上安裝有直線軸承，推桿與前段動(dòng)鐵芯的一端連接。

進(jìn)一步地，所述曲面的母線為二次曲線，所述二次曲線為圓弧或拋物線。

本實(shí)用新型工作時(shí)由控制線圈產(chǎn)生的磁力線仍分為兩條支路Φ1和Φ2，動(dòng)鐵芯所受軸向電磁力較現(xiàn)行比例電磁鐵稍小；當(dāng)動(dòng)鐵芯向左移動(dòng)至其工作端面越過(guò)隔磁環(huán)后，其工作端面(前段動(dòng)鐵芯左端面)與盆形極靴之間的工作氣隙的導(dǎo)磁面積不變，因此動(dòng)鐵芯所受電磁力F1隨行程變化較緩。但是由于動(dòng)鐵芯由直徑不同的前段動(dòng)鐵芯和后段動(dòng)鐵芯構(gòu)成，且兩段動(dòng)鐵芯之間通過(guò)圓錐面或內(nèi)凹的曲面過(guò)渡，因此，當(dāng)動(dòng)鐵芯向左運(yùn)動(dòng)至前段動(dòng)鐵芯越過(guò)隔磁套，圓錐面或內(nèi)凹曲面進(jìn)入盆形極靴區(qū)域后，隨著動(dòng)鐵芯繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，圓錐面或內(nèi)凹曲面與前段導(dǎo)磁套內(nèi)壁之間的間隙越來(lái)越大，側(cè)空氣隙越來(lái)越大導(dǎo)致磁阻越來(lái)越大，最終作用于動(dòng)鐵芯的電磁推力F2越來(lái)越小，從而可解決現(xiàn)行比例電磁鐵當(dāng)動(dòng)鐵芯靠近行程終點(diǎn)時(shí)，其電磁吸力急劇增大而導(dǎo)致其位移-力特性線性度差、工作行程相對(duì)較短的問(wèn)題。

適當(dāng)設(shè)計(jì)前段動(dòng)鐵芯的長(zhǎng)度(前段動(dòng)鐵芯的軸向長(zhǎng)度正比于該處的側(cè)通磁面積)及前后段動(dòng)鐵芯之間的圓錐面母線的斜率或內(nèi)凹曲面的弧度，可調(diào)節(jié)Φ2支路所產(chǎn)生的軸向電磁分力，從而控制動(dòng)鐵芯所受到的軸向電磁分力的相對(duì)大小。

本實(shí)用新型在不改變現(xiàn)行比例電磁鐵的基本結(jié)構(gòu)、外形和接口尺寸的前提下，通過(guò)將動(dòng)鐵芯設(shè)計(jì)為由直徑不同的兩段動(dòng)鐵芯構(gòu)成且兩段動(dòng)鐵芯之間采用圓錐面或曲面過(guò)渡，可顯著改善比例電磁鐵的位移—力特性的線性度，有效增加比例電磁鐵的工作行程。另外本實(shí)用新型的制造難度和制造成本與現(xiàn)有比例電磁鐵相比增加極小，無(wú)需改變現(xiàn)行比例電磁鐵的生產(chǎn)條件、設(shè)備和場(chǎng)所即可生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為傳統(tǒng)比例電磁鐵的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1所示傳統(tǒng)比例電磁鐵的位移——力特性曲線示意圖。

圖3為本實(shí)用新型比例電磁鐵的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中A處的放大圖。

圖5為圖3所示比例電磁鐵的位移——力特性曲線示意圖。

圖6為本實(shí)用新型比例電磁鐵的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖6中B處的放大圖。

圖1～圖2中標(biāo)示：1—推桿 2—限位片 3—導(dǎo)套 4—控制線圈 5—隔磁套 6—?jiǎng)予F芯 7—調(diào)零機(jī)構(gòu)的彈簧 8—調(diào)零機(jī)構(gòu)的螺釘