專利名稱：電磁吸引式往復(fù)運(yùn)動(dòng)激振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電磁吸引式往復(fù)運(yùn)動(dòng)激振器是產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一種機(jī)電裝置，應(yīng)用于需要產(chǎn)生振動(dòng)的場(chǎng)合，例如可在各種振動(dòng)試驗(yàn)中作為激振源使用。
現(xiàn)有的電磁激振器，鐵芯與外磁回路連在一起，在勵(lì)磁線圈通電(或由永磁體)產(chǎn)生的磁場(chǎng)中放置可動(dòng)線圈。由于電流與磁場(chǎng)的相互作用力而使可動(dòng)線圈往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，激振力由動(dòng)圈支架傳遞給需要振動(dòng)的物體。
眾所周知，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流與磁場(chǎng)的相互作用力為F＝BiL，其中，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，i為通電導(dǎo)線的電流強(qiáng)度，L為導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度。
為增大作用力F，人們一般都盡可能使用優(yōu)良的磁性材料以增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，但B的增加是有限的。因此，在選定磁性材料之后就只能靠增加電流i和導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L來(lái)增大作用力F。而增大i和L就必然要增大動(dòng)圈導(dǎo)線的直徑和總長(zhǎng)度，隨之動(dòng)圈所占的空間增大而使磁路上的空氣隙厚度成倍地增大。然而在勵(lì)磁回路中有空氣隙時(shí)，由于空氣隙的磁阻很大，大部分磁通勢(shì)都消耗在空氣隙上了。為保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B不減小，就要增加磁通勢(shì)。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)空氣隙增大一倍，就幾乎要增加一倍的磁通勢(shì)。對(duì)要求大推力的激振器來(lái)說(shuō)，動(dòng)圈所需空氣隙達(dá)幾十毫米，所需勵(lì)磁功率就相當(dāng)可觀了。
根據(jù)以上分析，可以看出現(xiàn)有電磁激振器的主要缺點(diǎn)是推力小、體積大、耗能高。
本實(shí)用新型的目的在于利用電磁吸引力制造一種推力大、體積小的高效節(jié)能的電磁激振器，用于較低頻(數(shù)百赫茲以下)、大推力的場(chǎng)合。
附圖
為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。在軟磁材料制成的鐵芯(1)的外面套有兩個(gè)獨(dú)立的線圈(3)、(4)，它們分別與二極管(5)與(6)串聯(lián)后接交流電源。線圈(3)與(4)既是勵(lì)磁線圈又是驅(qū)動(dòng)線圈，二極管(5)與(6)一個(gè)導(dǎo)通時(shí)另一個(gè)截止，線圈(3)與(4)交替通電產(chǎn)生的磁場(chǎng)由鐵芯(1)和軟磁材料制成的外磁回路(2)形成兩個(gè)閉合磁回路。鐵芯(1)的長(zhǎng)度L1小于外磁回路(2)的長(zhǎng)度L2。線圈(3)、(4)及外磁回路(2)均不與鐵芯(1)接觸，外磁回路(2)與鐵芯(1)之間僅有一微小空氣隙d，在電磁吸引力作用下，鐵芯(1)與外磁回路(2)可以相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程是當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流為正向時(shí)，二極管(5)導(dǎo)通，線圈(3)通電，二極管(6)截止，線圈(4)不通電，當(dāng)定外磁回路(2)不動(dòng)時(shí)，由于電磁吸引力作用使鐵芯(1)向A方向運(yùn)動(dòng)(設(shè)該方向?yàn)檎较?，若外部物體阻止鐵芯(1)的運(yùn)動(dòng)就受到A方向的推力；當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流為負(fù)向時(shí)，二極管(6)導(dǎo)通，線圈(4)通電，二極管(5)截止，線圈(3)不通電，電磁吸引力使鐵芯(1)向反方向運(yùn)動(dòng)，若外部物體阻止其運(yùn)動(dòng)就會(huì)受到與A方向相反的推力。如此循環(huán)往復(fù)，鐵芯(1)就對(duì)外部物體不斷施加激振力。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有電磁激振器比較，由于激振原理不同，其優(yōu)點(diǎn)和積極效果是明顯的。由上述對(duì)現(xiàn)有激振器的分析，普通電磁激振器磁回路的空氣隙為幾毫米至幾十毫米，本實(shí)用新型可使空氣隙d小于1毫米，因而在同樣鐵芯截面積的情況下，本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)電流將只為普通電磁激振器的勵(lì)磁電流的幾分之一甚至幾十分之一；本實(shí)用新型取消了動(dòng)圈，勵(lì)磁電流(線圈)即為驅(qū)動(dòng)電流(線圈)，因而節(jié)約了勵(lì)磁電源；普通電磁激振器的動(dòng)圈由于空間限制，匝數(shù)較少(多了空氣隙就增大)，驅(qū)動(dòng)電流較大，本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)線圈所處空間較寬裕，可以增加匝數(shù)，減小驅(qū)動(dòng)電流，因此所需功率放大器也就容易制造得多了。所以，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)推力大、體積小、耗能低的要求。
本實(shí)用新型也不同于電磁鐵。對(duì)于交流電磁鐵，其作用力的頻率是電源頻率的兩倍，并且其空氣隙厚度因鐵芯運(yùn)動(dòng)而變化?？諝庀逗穸鹊母淖兪闺姶抛饔昧Ψ蔷€性急劇變化，因此不能作為正規(guī)的激振源使用。
權(quán)利要求1.電磁吸引式往復(fù)運(yùn)動(dòng)激振器，有軟磁材料制成的鐵芯和外磁回路，其特征是鐵芯(1)的外面套有兩個(gè)獨(dú)立的線圈(3)和(4)，線圈(3)、(4)分別與二極管(5)、(6)串聯(lián)后接交流電源，二極管(5)、(6)一個(gè)導(dǎo)通時(shí)另一個(gè)截止，線圈(3)、(4)既是勵(lì)磁線圈又是驅(qū)動(dòng)線圈，它們交替通電產(chǎn)生的磁場(chǎng)由鐵芯(1)和外磁回路(2)形成兩個(gè)閉合磁回路，鐵芯(1)的長(zhǎng)度L1小于外磁回路的長(zhǎng)度L2，線圈(3)、(4)及外磁回路(2)均不與鐵芯(1)接觸，外磁回路(2)與鐵芯(1)之間僅有一微小空氣隙d，在電磁吸引力作用下，鐵芯(1)與外磁回路(2)相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
專利摘要電磁吸引式往復(fù)運(yùn)動(dòng)激振器。將兩個(gè)獨(dú)立的線圈套在鐵芯外面并分別與二極管串聯(lián)后接交流電源。兩個(gè)線圈交替通電產(chǎn)生的磁場(chǎng)由鐵芯和外磁回路形成兩個(gè)閉合磁回路，線圈及外磁回路均不與鐵芯接觸。鐵芯與外磁回路相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。本激振器比現(xiàn)有電磁激振器推力大、體積小、耗能低。
文檔編號(hào)B06B1/04GK2061870SQ9020277
公開日1990年9月12日 申請(qǐng)日期1990年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月15日
發(fā)明者陳洪嚴(yán) 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部建筑研究總院