專利名稱：動(dòng)鐵式電磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中用的高頻電-機(jī)械轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種動(dòng)鐵式電磁鐵。
背景技術(shù)：
動(dòng)圈式電磁鐵能夠達(dá)到較高頻率，但此種電磁鐵體積大且需配備專用散熱系統(tǒng)，能耗大；為了達(dá)到好的線性度，對(duì)穩(wěn)恒磁場(chǎng)的分布和動(dòng)圈線圈的繞制要求高。動(dòng)鐵式高頻電磁鐵多為簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)，具有開關(guān)性質(zhì)，控制特性不好；一般橋式磁路的電磁鐵多為兩個(gè)控制線圈，再加上彈簧、輸出件，使得銜鐵周圍空間非常局促，同時(shí)銜鐵的可動(dòng)部分質(zhì)量也較大。

發(fā)明內(nèi)容
為彌補(bǔ)以上存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種動(dòng)鐵式電磁鐵。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是依次包括導(dǎo)磁板的第一層，中間鏤空的由一對(duì)角布置有導(dǎo)磁塊和另一對(duì)角布置有非導(dǎo)磁塊的第二層，中間鏤空的一邊由磁軛、磁鋼、磁軛組成和另一邊由另一磁軛、磁鋼、磁軛組成的第三層，中間鏤空的由一對(duì)角布置有非導(dǎo)磁塊和另一對(duì)角布置有導(dǎo)磁塊的第四層，另一導(dǎo)磁板的第五層組合而成，在五層組合形成中間鏤空的空間裝有“П”形銜鐵，銜鐵中臂裝有控制線圈，銜鐵中臂的兩端固定在第五層導(dǎo)磁板上，“T”形非導(dǎo)磁輸出組件是由非導(dǎo)磁橫桿和非導(dǎo)磁直桿連接而成的，橫桿兩端分別與銜鐵兩邊臂通過非導(dǎo)磁緊固件連接，非導(dǎo)磁直桿伸出電磁鐵外面，銜鐵兩邊臂分別裝在第三層的一邊的磁軛、磁軛和另一邊的磁軛、磁軛間形成間隙配合；整個(gè)電磁鐵形成磁鋼平面磁路和控制線圈空間立體磁路；磁鋼平面磁路有兩支一支由磁鋼、磁軛組成，另一支由另一磁鋼、磁軛組成；控制線圈空間立體磁路有兩支一支由銜鐵、磁軛、導(dǎo)磁塊、導(dǎo)磁板、導(dǎo)磁塊、磁軛組成，另一支由銜鐵、另一磁軛、導(dǎo)磁塊、另一導(dǎo)磁板、導(dǎo)磁塊、磁軛組成。
所述的銜鐵其銜鐵中臂是矩形或圓形，整個(gè)銜鐵采用疊片形式或整體形式。
所述的兩塊導(dǎo)磁板中間鏤空或不鏤空。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益的效果是采用永磁體產(chǎn)生激勵(lì)磁場(chǎng)，大大降低了系統(tǒng)能耗，減小了系統(tǒng)的發(fā)熱量，提高了系統(tǒng)性能；采用全橋磁路來實(shí)現(xiàn)動(dòng)鐵運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確控制，達(dá)到良好的控制性能；采用“П”形銜鐵，在運(yùn)動(dòng)過程中銜鐵中臂和控制線圈不動(dòng)，銜鐵邊臂通過輕質(zhì)材料連接而引出輸出，大大減小了可動(dòng)部分的質(zhì)量，有利于頻率的提高；銜鐵兩邊臂所起到的高剛度彈簧的作用有利于磁滯的減?。豢刂凭€圈只有一個(gè)，且控制線圈和輸出件分開，銜鐵周圍空間寬敞，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，有利于整個(gè)電磁鐵體積的減?。痪哂薪Y(jié)構(gòu)緊湊、體積小、效率高、節(jié)能、功率重量比大的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明可應(yīng)用于電子雕刻機(jī)械等需要高頻電磁驅(qū)動(dòng)器件的系統(tǒng)中。


圖1、是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)爆炸圖；圖2、是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)立體圖；圖3、是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖；圖4、是圖2除去第一層的結(jié)構(gòu)主視圖；圖5、是圖2除去第二層的結(jié)構(gòu)主視圖；圖6、是圖2除去第三層的結(jié)構(gòu)主視圖；圖7、是圖2除去第四層的結(jié)構(gòu)主視圖；圖8、是本發(fā)明的銜鐵結(jié)構(gòu)示意圖；圖9、是本發(fā)明的銜鐵固定示意圖；圖10、是本發(fā)明的銜鐵和線圈位置、銜鐵和非導(dǎo)磁輸出組件的連接示意圖；圖11、是本發(fā)明的磁鋼磁路示意圖；圖12、是本發(fā)明的控制線圈磁路示意圖。
圖中1、12.導(dǎo)磁板，2、9、16、22.導(dǎo)磁塊，3、8、15、23.非導(dǎo)磁塊，4、5、18、20.磁軛，6.銜鐵，6-a、6-b.銜鐵邊臂，6-c.銜鐵中臂，7.控制線圈，10.非導(dǎo)磁螺母，11.非導(dǎo)磁墊片，13.非導(dǎo)磁墊塊，14.非導(dǎo)磁螺栓，17.非導(dǎo)磁輸出組件，17-a.非導(dǎo)磁橫桿，17-b.非導(dǎo)磁直桿，17-c.非導(dǎo)磁緊固件，19、21.磁鋼。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1～圖7所示，本發(fā)明依次包括導(dǎo)磁板1的第一層，中間鏤空的由一對(duì)角布置有導(dǎo)磁塊2、22和另一對(duì)角布置有非導(dǎo)磁塊3、23的第二層，中間鏤空的一邊由磁軛4、磁鋼21、磁軛20組成和另一邊由另一磁軛5、磁鋼19、磁軛18組成的第三層，中間鏤空的由一對(duì)角布置有非導(dǎo)磁塊8、15和另一對(duì)角布置有導(dǎo)磁塊9、16的第四層，另一導(dǎo)磁板12的第五層組合而成。在五層組合形成中間鏤空的空間裝有如圖11所示“П”形銜鐵，銜鐵中臂6-c裝有控制線圈7，如圖10所示；銜鐵中臂6-c的兩端固定在第五層導(dǎo)磁板12上，如圖9所示；“T”形非導(dǎo)磁輸出組件17是由非導(dǎo)磁橫桿17-a和非導(dǎo)磁直桿17-b連接而成的，橫桿17-a兩端分別與銜鐵兩邊臂6-a、6-b通過非導(dǎo)磁緊固件17-c連接，非導(dǎo)磁直桿伸出電磁鐵外面，如圖2、圖9、圖10所示；銜鐵兩邊臂6-a、6-b分別裝在第三層的一邊的磁軛4、磁軛20和另一邊的磁軛5、磁軛18間形成間隙配合。
整個(gè)電磁鐵形成磁鋼平面磁路和控制線圈空間立體磁路；如圖11所示，磁鋼平面磁路有兩支一支由磁鋼21、磁軛4、20組成，另一支由另一磁鋼19、磁軛5、18組成；如圖12所示，控制線圈空間立體磁路有兩支一支由銜鐵6、磁軛4、導(dǎo)磁塊2、導(dǎo)磁板1、導(dǎo)磁塊22、磁軛18組成，另一支由銜鐵6、另一磁軛20、導(dǎo)磁塊16、另一導(dǎo)磁板12、導(dǎo)磁塊9、磁軛5組成。
所述的銜鐵6其銜鐵中臂6-c是矩形或圓形，整個(gè)銜鐵6采用疊片形式或整體形式。
所述的兩塊導(dǎo)磁板1、12中間鏤空或不鏤空。
電磁鐵工作原理該結(jié)構(gòu)有兩條極化磁路和兩條控制磁路。兩條極化磁路一條由磁鋼21一端出發(fā)，經(jīng)磁軛4、銜鐵邊臂6-a、磁軛20，回到磁鋼21另一端；另一條與此相同，但磁通方向相反；參見圖11。兩條控制磁路一條由銜鐵中臂6-c一端出發(fā)，經(jīng)銜鐵邊臂6-a、磁軛4、導(dǎo)磁塊2、導(dǎo)磁板1、導(dǎo)磁塊22、磁軛18、銜鐵邊臂6-b，回到銜鐵中臂6-c另一端，見圖12單箭頭所示，⊙表示垂直紙面出來，表示垂直紙面進(jìn)去；另一條與此對(duì)稱，見圖12雙箭頭所示。由此，在銜鐵6的上下氣隙中形成了極化磁通與控制磁通。控制線圈7不加電時(shí)，如圖11所示，銜鐵6上下方氣隙磁通相同，銜鐵6受力平衡，處于中間位置；控制線圈7加一定極性的電流時(shí)，把圖11和圖12疊加，銜鐵6下方的兩個(gè)氣隙中磁通加強(qiáng)，上方的兩個(gè)氣隙中的磁通減弱，銜鐵向下方移動(dòng)；電流反向，銜鐵向上移動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)振動(dòng)，帶動(dòng)輸出件17輸出連續(xù)變化的位移量。
在高頻電流控制下進(jìn)行高頻動(dòng)作的動(dòng)鐵式電磁鐵。它是采用永磁極化原理和特殊設(shè)計(jì)的銜鐵、導(dǎo)磁板結(jié)構(gòu)組成。永磁體產(chǎn)生極化磁場(chǎng)，使導(dǎo)磁材料工作在最佳工作曲線段；通過安裝時(shí)的調(diào)試，使得控制線圈未通電時(shí)銜鐵處于相對(duì)平衡狀態(tài)，控制線圈輸入一定極性的電流，產(chǎn)生控制磁場(chǎng)，控制磁場(chǎng)與極化磁場(chǎng)差動(dòng)疊加，銜鐵一側(cè)的磁場(chǎng)加強(qiáng)，另一側(cè)的減弱，銜鐵受力不再平衡，向磁場(chǎng)增強(qiáng)方向移動(dòng)直至產(chǎn)生新的平衡；當(dāng)輸入電流極性相反時(shí)，銜鐵將向另一方向運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明將永磁極化原理與特殊設(shè)計(jì)的銜鐵、導(dǎo)磁板組成全橋磁路，電磁鐵的靈敏度、線性度特性都得到提高。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)鐵式電磁鐵，其特征在于1)依次包括導(dǎo)磁板(1)的第一層，中間鏤空的由一對(duì)角布置有導(dǎo)磁塊(2、22)和另一對(duì)角布置有非導(dǎo)磁塊(3、23)的第二層，中間鏤空的一邊由磁軛(4)、磁鋼(21)、磁軛(20)組成和另一邊由另一磁軛(5)、磁鋼(19)、磁軛(18)組成的第三層，中間鏤空的由一對(duì)角布置有非導(dǎo)磁塊(8、15)和另一對(duì)角布置有導(dǎo)磁塊(9、16)的第四層，另一導(dǎo)磁板(12)的第五層組合而成，在五層組合形成中間鏤空的空間裝有“∏”形銜鐵，銜鐵中臂(6-c)裝有控制線圈(7)，銜鐵中臂(6-c)的兩端固定在第五層導(dǎo)磁板(12)上，“T”形非導(dǎo)磁輸出組件(17)是由非導(dǎo)磁橫桿(17-a)和非導(dǎo)磁直桿(17-b)連接而成的，橫桿(17-a)兩端分別與銜鐵兩邊臂(6-a、6-b)通過非導(dǎo)磁緊固件(17-c)連接，非導(dǎo)磁直桿伸出電磁鐵外面，銜鐵兩邊臂(6-a、6-b)分別裝在第三層的一邊的磁軛(4)、磁軛(20)和另一邊的磁軛(5)、磁軛(18)間形成間隙配合；2)整個(gè)電磁鐵形成磁鋼平面磁路和控制線圈空間立體磁路；磁鋼平面磁路有兩支一支由磁鋼(21)、磁軛(4、20)組成，另一支由另一磁鋼(19)、磁軛(5、18)組成；控制線圈空間立體磁路有兩支一支由銜鐵(6)、磁軛(4)、導(dǎo)磁塊(2)、導(dǎo)磁板(1)、導(dǎo)磁塊(22)、磁軛(18)組成，另一支由銜鐵(6)、另一磁軛(20)、導(dǎo)磁塊(16)、另一導(dǎo)磁板(12)、導(dǎo)磁塊(9)、磁軛(5)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求所述的一種動(dòng)鐵式電磁鐵，其特征在于所述的銜鐵(6)其銜鐵中臂(6-c)是矩形或圓形，整個(gè)銜鐵(6)采用疊片形式或整體形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求所述的一種動(dòng)鐵式電磁鐵，其特征在于所述的兩塊導(dǎo)磁板(1、12)中間鏤空或不鏤空。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動(dòng)鐵式電磁鐵。采用永磁體產(chǎn)生激勵(lì)磁場(chǎng)，大大降低了系統(tǒng)能耗，減小了系統(tǒng)的發(fā)熱量，提高了系統(tǒng)性能；采用全橋磁路來實(shí)現(xiàn)動(dòng)鐵運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確控制，達(dá)到良好的控制性能；采用“П”形銜鐵，在運(yùn)動(dòng)過程中銜鐵中臂和控制線圈不動(dòng)，銜鐵邊臂通過輕質(zhì)材料連接而引出輸出，大大減小了可動(dòng)部分的質(zhì)量，有利于頻率的提高；銜鐵兩邊臂所起到的高剛度彈簧的作用有利于磁滯的減?。豢刂凭€圈只有一個(gè)，且控制線圈和輸出件分開，銜鐵周圍空間寬敞，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，有利于整個(gè)電磁鐵體積的減?。痪哂薪Y(jié)構(gòu)緊湊、體積小、效率高、節(jié)能、功率重量比大的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明可應(yīng)用于電子雕刻機(jī)械等需要高頻電磁驅(qū)動(dòng)器件的系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)H01F7/06GK1588584SQ20041006640
公開日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月13日
發(fā)明者丁凡, 張策, 方平, 李其朋, 王潔 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)