[發明專利]一種新型機械結構雙推桿電機械轉換器

有效

• 申請號: 201810400967.7
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108736686B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 王旭平;欒世奕;許小慶;郝小星
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H02K33/18
• 分類號: H02K33/18;F15B13/043
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發明屬于流體傳動技術領域，具體為一種新型機械結構雙推桿電機械轉換器，包括前端蓋、外殼、外圈永磁、內圈永磁、中間套筒、外推桿線圈架、外推桿線圈、鐵芯、內推桿線圈架、內推桿線圈、外圈限位塊、內圈限位塊、后端蓋、外推桿絲桿、內推桿絲桿。本發明通過同時對內推桿和外推桿上的線圈輸入電流，利用內永磁和外永磁上產生的磁場，對內推桿線圈和外推桿線圈產生洛倫茲力，內推桿絲桿和外推桿絲桿同時推動閥芯和拉動閥套，從而提高大流量比例流量閥的響應速度。

技術領域

本發明屬于流體傳動技術領域，具體為一種新型機械結構雙推桿電機械轉換器，該電機械轉換器永磁激勵源為輻射充磁，通過控制線圈的電流方向，一個電機械轉換器同時輸出兩個電磁力，可同時對兩個負載進行推或者拉，可同時控制先導閥的閥芯和閥套向相反方向或者同一方向運動，達到通過新型電機械轉換器來提高先導閥動態響應的目的。

背景技術

先導閥是電液控制系統使用廣泛的組件之一，主要由閥體和電機械轉換器組成，集機械、電子、液壓等多個器件于一體。目前為了提高電磁先導閥的響應特性，主要的方法集中在優化電磁鐵設計結構、采用新型永磁材料和導磁材料、優化控制手段等。先導閥的輸出特性可以影響到大流量比例流量閥裝置的響應速度，目前大流量比例流量閥裝置的響應特性遠遠高于電磁先導閥的響應特性。因此，提升先導閥的響應速度對提高產品整體治理，生產效率等具有重要意義。

針對提高先導閥的響應特性及控制精度，現有研究從先導閥的材料、結構以及控制策略等方面開展了研究，但受到材料特性、線圈感抗的影響，單自由度的電機械轉換器在提高先導閥的動態特性上受到限制。本發明提出從電機械轉換器結構出發，設計了一種新型雙推桿電機械轉換器，驅動先導閥閥芯和閥套同時向相反或者相同方向運動，使閥開口速度提高，有效改善先導閥的響應速度等動態特性。

發明內容

本發明是一種新型機械結構雙推桿電機械轉換器，該轉換器旨在提高閥芯打開關閉時先導閥的動態響應速度。

本發明是采用如下的技術方案實現的：一種新型機械結構雙推桿電機械轉換器，包括前端蓋、筒狀外殼和后端蓋，外殼內表面吸附有與外殼同軸的筒狀的外圈永磁體，前端蓋和后端蓋之間設置位于外圈永磁體內、且與外殼同軸的中間套筒，中間套筒外表面套有筒狀的外推桿線圈架，中間套筒的內表面與筒狀的內推桿線圈架的外表面貼合，內推桿線圈架位于前端蓋的一側設置有端蓋，外推桿線圈架、內推桿線圈架上分別纏有外推桿線圈和內推桿線圈，內推桿線圈架的端蓋上設有通孔，通孔內設有與外殼同軸的鐵芯，鐵芯兩端分別支撐在前端蓋和后端蓋上，鐵芯上套有位于內推桿線圈架內的筒狀的內圈永磁體，內推桿線圈架的端蓋上還連接有內推桿絲桿，內推桿絲桿的一端部從前端蓋伸出，便于和閥體的閥芯連接，外推桿線圈架上連接有外推桿絲桿，外推桿絲桿從后端蓋伸出，便于和閥體的閥套連接，內推桿線圈架和內圈永磁體之間有間隙且該間隙為內推桿工作氣隙，外推桿線圈架和外圈永磁體之間有間隙且該間隙為外推桿工作氣隙。

本裝置雙推桿電機械轉換器的工作原理為：雙自由電機械轉換器結構為雙推桿輸出，即有兩個可動部件，內推桿絲桿和外推桿絲桿, 當外推桿絲桿不動，可以通過內推桿絲桿推動閥芯控制流量，反之，也可以內推桿絲桿不動，通過外推桿絲桿控制閥套控制流量，或者控制兩個線圈電流使兩個推桿絲桿同向或反向運動。

對內外圈永磁體進行輻射充磁，充磁方向相同，都為內N外S，或都為內S外N，在工作氣隙中產生恒定的磁通，內、外線圈中通以電流，線圈會產生和磁場電流成正比的電磁力，電磁力的方向由電流和永磁充磁方向決定。

通過雙推桿電流放大器對內推桿線圈和外推桿線圈同時輸入反方向電流，電流的大小由放大器調節。通過輻射充磁的永磁體，內圈永磁體磁力線通過鐵芯、中間套筒和內推桿工作氣隙。內推桿線圈電流在內推桿工作氣隙中產生洛倫茲力，內推桿絲桿推動閥芯的運動。通過輻射充磁的永磁體，外圈永磁體磁力線通過外殼、中間套筒和外推桿工作氣隙（如圖2所示）。外推桿線圈電流在外推桿工作氣隙中產生洛倫茲力，外推桿絲桿從而拉動閥套的運動。通過閥芯與閥套的反向運動，可有有效的提高電磁閥的響應速度。