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动铁式电磁铁

阅读：1028发布：2020-11-25

IPRDB可以提供动铁式电磁铁专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种动铁式电磁铁。采用永磁体产生激励磁场，大大降低了系统能耗，减小了系统的发热量，提高了系统性能；采用全桥磁路来实现动铁运动的准确控制，达到良好的控制性能；采用“∏”形衔铁，在运动过程中衔铁中臂和控制线圈不动，衔铁边臂通过轻质材料连接而引出输出，大大减小了可动部分的质量，有利于频率的提高；衔铁两边臂所起到的高刚度弹簧的作用有利于磁滞的减小；控制线圈只有一个，且控制线圈和输出件分开，衔铁周围空间宽敞，简化结构，有利于整个电磁铁体积的减小；具有结构紧凑、体积小、效率高、节能、功率重量比大的优点。本发明可应用于电子雕刻机械等需要高频电磁驱动器件的系统中。，下面是动铁式电磁铁专利的具体信息内容。

1.一种动铁式电磁铁，其特征在于：

1)依次包括第一导磁板(1)的第一层，由一对角布置有第一、第二导磁块 (2、22)和另一对角布置有第一、第二非导磁块(3、23)的中间镂空的第二层， 一边由第一磁轭(4)、第一磁钢(21)、第二磁轭(20)组成和另一边由第三磁轭 (5)、第二磁钢(19)、第四磁轭(18)组成的中间镂空的第三层，由一对角布置有 第三、第四非导磁块(8、15)和另一对角布置有第三、第四导磁块(9、16)的中 间镂空的第四层，第四层的第三、第四导磁块(9、16)分别与第二层的第一、第 二非导磁块(3、23)相对，第四层的第三、第四非导磁块(8、15)分别与第二层 的第一、第二导磁块(2、22)相对，第二导磁板(12)的第五层组合而成，在五层 组合形成中间镂空的空间装有“∏”形衔铁，衔铁中臂(6-c)装有控制线圈(7)， 衔铁中臂(6-c)的两端固定在第五层第二导磁板(12)上，“T”形非导磁输出组 件(17)是由非导磁横杆(17-a)和非导磁直杆(17-b)连接而成的，横杆(17-a) 两端分别与衔铁两边臂(6-a、6-b)通过非导磁紧固件(17-c)连接，非导磁直 杆伸出电磁铁外面，衔铁两边臂(6-a、6-b)分别装在第三层的一边的第一磁轭 (4)、第二磁轭(20)和另一边的第三磁轭(5)、第四磁轭(18)间形成间隙配合；

2)整个电磁铁形成磁钢平面磁路和控制线圈空间立体磁路；磁钢平面磁路 有两支：一支由第一磁钢(21)、第一、第二磁轭(4、20)组成，另一支由第二磁 钢(19)、第三、第四磁轭(5、18)组成；控制线圈空间立体磁路有两支：一支由 衔铁(6)、第一磁轭(4)、第一导磁块(2)、第一导磁板(1)、第二导磁块(22)、 第四磁轭(18)组成，另一支由衔铁(6)、第二磁轭(20)、第四导磁块(16)、第二 导磁板(12)、第三导磁块(9)、第三磁轭(5)组成。

2.根据权利要求1所述的一种动铁式电磁铁，其特征在于：所述的衔铁(6) 其衔铁中臂(6-c)的截面是矩形或圆形，整个衔铁(6)采用叠片形式或整体形式。

3.根据权利要求1所述的一种动铁式电磁铁，其特征在于：所述的第一、 第二导磁板(1、12)中间镂空或不镂空。

说明书全文

技术领域

本发明涉及电磁驱动系统中用的高频电-机械转换机构，尤其涉及一种动铁 式电磁铁。

背景技术

动圈式电磁铁能够达到较高频率，但此种电磁铁体积大且需配备专用散热 系统，能耗大；为了达到好的线性度，对稳恒磁场的分布和动圈线圈的绕制要 求高。动铁式高频电磁铁多为简单驱动，具有开关性质，控制特性不好；一般 桥式磁路的电磁铁多为两个控制线圈，再加上弹簧、输出件，使得衔铁周围空 间非常局促，同时衔铁的可动部分质量也较大。

发明内容

为弥补以上存在的问题，本发明的目的在于提供一种动铁式电磁铁。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
依次包括第一导磁板的第一层，由一对角布置有第一、第二导磁块和另一 对角布置有第一、第二非导磁块的中间镂空的第二层，一边由第一磁轭、第一 磁钢、第二磁轭组成和另一边由第三磁轭、第二磁钢、第四磁轭组成的中间镂 空的第三层，由一对角布置有第三、第四非导磁块和另一对角布置有第三、第 四导磁块的中间镂空的第四层，第四层的第三、第四导磁块分别与第二层的第 一、第二非导磁块相对，第四层的第三、第四非导磁块分别与第二层的第一、 第二导磁块相对，第二导磁板的第五层组合而成，在五层组合形成中间镂空的 空间装有“Π”形衔铁，衔铁中臂装有控制线圈，衔铁中臂的两端固定在第五 层第二导磁板上，“T”形非导磁输出组件是由非导磁横杆和非导磁直杆连接而 成的，横杆两端分别与衔铁两边臂通过非导磁紧固件连接，非导磁直杆伸出电 磁铁外面，衔铁两边臂分别装在第三层的一边的第一磁轭、第二磁轭和另一边 的第三磁轭、第四磁轭间形成间隙配合；
整个电磁铁形成磁钢平面磁路和控制线圈空间立体磁路；磁钢平面磁路有 两支：一支由第一磁钢、第一、第二磁轭组成，另一支由第二磁钢、第三、第 四磁轭组成；控制线圈空间立体磁路有两支：一支由衔铁、第一磁轭、第一导 磁块、第一导磁板、第二导磁块、第四磁轭组成，另一支由衔铁、第二磁轭、 第四导磁块、第二导磁板、第三导磁块、第三磁轭组成。
所述的衔铁其衔铁中臂的截面是矩形或圆形，整个衔铁采用叠片形式或整 体形式。
所述的第一、第二导磁板中间镂空或不镂空。
本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是：采用永磁体产生激励磁场， 大大降低了系统能耗，减小了系统的发热量，提高了系统性能；采用全桥磁路 来实现动铁运动的准确控制，达到良好的控制性能；采用“Π”形衔铁，在运 动过程中衔铁中臂和控制线圈不动，衔铁边臂通过轻质材料连接而引出输出， 大大减小了可动部分的质量，有利于频率的提高；衔铁两边臂所起到的高刚度 弹簧的作用有利于磁滞的减小；控制线圈只有一个，且控制线圈和输出件分开， 衔铁周围空间宽敞，简化结构，有利于整个电磁铁体积的减小；具有结构紧凑、 体积小、效率高、节能、功率重量比大的优点。本发明可应用于电子雕刻机械 等需要高频电磁驱动器件的系统中。

附图说明

图1、是本发明的结构爆炸图；
图2、是本发明的结构立体图；
图3、是本发明的结构主视图；
图4、是图2除去第一层的结构主视图；
图5、是图2除去第二层的结构主视图；
图6、是图2除去第三层的结构主视图；
图7、是图2除去第四层的结构主视图；
图8、是本发明的衔铁结构示意图；
图9、是本发明的衔铁固定示意图；
图10、是本发明的衔铁和线圈位置、衔铁和非导磁输出组件的连接示意图；
图11、是本发明的磁钢磁路示意图；
图12、是本发明的控制线圈磁路示意图。
图中：1、12.导磁板，2、9、16、22.导磁块，3、8、15、23.非导磁块，4、 5、18、20.磁轭，6.衔铁，6-a、6-b.衔铁边臂，6-c.衔铁中臂，7.控制线圈， 10.非导磁螺母，11.非导磁垫片，13.非导磁垫块，14.非导磁螺栓，17.非导磁 输出组件，17-a.非导磁横杆，17-b.非导磁直杆，17-c.非导磁紧固件，19、21.磁 钢。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1～图7所示，本发明依次包括导磁板1的第一层，中间镂空的由一对 角布置有导磁块2、22和另一对角布置有非导磁块3、23的第二层，中间镂空 的一边由磁轭4、磁钢21、磁轭20组成和另一边由另一磁轭5、磁钢19、磁轭 18组成的第三层，中间镂空的由一对角布置有非导磁块8、15和另一对角布置 有导磁块9、16的第四层，另一导磁板12的第五层组合而成。在五层组合形成 中间镂空的空间装有如图11所示“Π”形衔铁，衔铁中臂6-c装有控制线圈7， 如图10所示；衔铁中臂6-c的两端固定在第五层导磁板12上，如图9所示； “T”形非导磁输出组件17是由非导磁横杆17-a和非导磁直杆17-b连接而成 的，横杆17-a两端分别与衔铁两边臂6-a、6-b通过非导磁紧固件17-c连接， 非导磁直杆伸出电磁铁外面，如图2、图9、图10所示；衔铁两边臂6-a、6-b 分别装在第三层的一边的磁轭4、磁轭20和另一边的磁轭5、磁轭18间形成间 隙配合。
整个电磁铁形成磁钢平面磁路和控制线圈空间立体磁路；如图11所示，磁 钢平面磁路有两支：一支由磁钢21、磁轭4、20组成，另一支由另一磁钢19、 磁轭5、18组成；如图12所示，控制线圈空间立体磁路有两支：一支由衔铁6、 磁轭4、导磁块2、导磁板1、导磁块22、磁轭18组成，另一支由衔铁6、另一 磁轭20、导磁块16、另一导磁板12、导磁块9、磁轭5组成。
所述的衔铁6其衔铁中臂6-c的截面是矩形或圆形，整个衔铁6采用叠片 形式或整体形式。
所述的两块导磁板1、12中间镂空或不镂空。
电磁铁工作原理：该结构有两条极化磁路和两条控制磁路。两条极化磁路： 一条由磁钢21一端出发，经磁轭4、衔铁边臂6-a、磁轭20，回到磁钢21另一 端；另一条与此相同，但磁通方向相反；参见图11。两条控制磁路：一条由衔 铁中臂6-c一端出发，经衔铁边臂6-a、磁轭4、导磁块2、导磁板1、导磁块 22、磁轭18、衔铁边臂6-b，回到衔铁中臂6-c另一端，见图12单箭头所示， ⊙表示垂直纸面出来，表示垂直纸面进去；另一条与此对称，见图12双箭头 所示。由此，在衔铁6的上下气隙中形成了极化磁通与控制磁通。控制线圈7 不加电时，如图11所示，衔铁6上下方气隙磁通相同，衔铁6受力平衡，处于 中间位置；控制线圈7加一定极性的电流时，把图11和图12叠加，衔铁6下 方的两个气隙中磁通加强，上方的两个气隙中的磁通减弱，衔铁向下方移动； 电流反向，衔铁向上移动。从而实现振动，带动输出件17输出连续变化的位移 量。
在高频电流控制下进行高频动作的动铁式电磁铁。它是采用永磁极化原理 和特殊设计的衔铁、导磁板结构组成。永磁体产生极化磁场，使导磁材料工作 在最佳工作曲线段；通过安装时的调试，使得控制线圈未通电时衔铁处于相对 平衡状态，控制线圈输入一定极性的电流，产生控制磁场，控制磁场与极化磁 场差动叠加，衔铁一侧的磁场加强，另一侧的减弱，衔铁受力不再平衡，向磁 场增强方向移动直至产生新的平衡；当输入电流极性相反时，衔铁将向另一方 向运动。本发明将永磁极化原理与特殊设计的衔铁、导磁板组成全桥磁路，电 磁铁的灵敏度、线性度特性都得到提高。
相关专利内容
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全自动磁铁生产系统-专利编号CN106111996A 2020-05-11 514
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