力-位移特性對稱的單相插片式直動電磁鐵的制作方法
【專利摘要】力-位移特性對稱的單相插片式直動電磁鐵，包括銜鐵部件、定子部件、殼體、前端蓋和后端蓋；所述定子部件具有單相電流勵磁結(jié)構(gòu)；環(huán)狀永磁體位于定子右保持架與定子左保持架之間,按照整個圓周均分的方式劃分成偶數(shù)個區(qū)域，且N極區(qū)域和S極區(qū)域間隔排列；銜鐵保持架表面被劃分成與永磁體對應(yīng)的區(qū)域，插入第一銜鐵硅鋼片5的區(qū)域與插入第二銜鐵硅鋼片15的區(qū)域間隔排列。第一銜鐵硅鋼片5上的第二個矩形齒需要落后第二銜鐵硅鋼片15上的第二個矩形齒一個齒寬的距離；而第一銜鐵硅鋼片5上的第三個矩形齒需要提前第二銜鐵硅鋼片15上的第三個矩形齒一個齒寬的距離。
【專利說明】力-位移特性對稱的單相插片式直動電磁鐵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及屬于流體傳動及控制領(lǐng)域中電液比例閥用的電-機械轉(zhuǎn)換器，尤其涉及一種力-位移特性對稱的單相插片式直動電磁鐵。
【背景技術(shù)】
[0002]在電液比例/伺服控制系統(tǒng)中，作為電液比例/伺服閥關(guān)鍵部件的電-機械轉(zhuǎn)換器由于工作行程較小，其性能主要追求電能與機械能轉(zhuǎn)換的實時性和精度，也就是要求在保證一定的輸出力/力矩的同時，盡量取得較高的動態(tài)響應(yīng)。另外，在特殊環(huán)境下(如車載或者航空航天等應(yīng)用場合)，還要求閥以及電-機械轉(zhuǎn)換機構(gòu)在保證輸出功率的同時，能盡量減少外形尺寸和重量。
[0003]與傳統(tǒng)的電-機械轉(zhuǎn)換器如力矩馬達(dá)、線性力馬達(dá)以及比例電磁鐵相比，雙凸齒式閥用電-機械轉(zhuǎn)換器的最大特征是定子和轉(zhuǎn)子(銜鐵)上開有若干小齒，因而具有輸出力(力矩)和控制精度與轉(zhuǎn)子(銜鐵)的齒數(shù)成正比的特點，近年來在基于液壓伺服螺旋機構(gòu)的2D閥等領(lǐng)域里得到了應(yīng)用。雙凸齒式閥用電-機械轉(zhuǎn)換器按照定子分相方式的不同可以分為徑向分相式和軸向分相式兩種，后者與前者相比，通過將定子勵磁相改置于永磁體的一側(cè)或兩側(cè)，從而可以構(gòu)成多種旋轉(zhuǎn)式、直動式、單相以及雙相等新型的閥用電-機械轉(zhuǎn)換器，而且很容易設(shè)計成濕式耐高壓結(jié)構(gòu)。
[0004]在交流控制方式下工作的電磁元件都存在渦流的問題，一般都是通過將定轉(zhuǎn)子鐵芯疊片的方式來降低渦流損耗。軸向分相式的雙凸齒式閥用電-機械轉(zhuǎn)換器由于不能像徑向分相結(jié)構(gòu)那樣沿軸向疊片，所以只能采用整體式結(jié)構(gòu)。但該結(jié)構(gòu)在交流方式控制下渦流效應(yīng)嚴(yán)重，使得電-機械轉(zhuǎn)換器的無用功損耗增高，線圈發(fā)熱嚴(yán)重，渦流還對控制繞組內(nèi)電流的變化起到一定的阻礙作用，影響了電-機械轉(zhuǎn)換器的動態(tài)性能。另外，其定轉(zhuǎn)子整體式結(jié)構(gòu)的特點也決定了必須要使用整塊金屬作為鐵芯的軟磁材料，從而使得重量居高不下，影響了整機的功率重量比。為此，也有專利提出利用增強尼龍等塑料材料作為定轉(zhuǎn)子保持架，通過插片的方式構(gòu)成低渦流高動態(tài)的軸向分相式電-機械轉(zhuǎn)換器。
[0005]無論是整體式結(jié)構(gòu)還是插片式結(jié)構(gòu)的單相直動電磁鐵，其基本工作原理都是將定子置于永磁體的一邊，定子依次和銜鐵構(gòu)成三段環(huán)形的工作氣隙，永磁體在其中兩段工作氣隙下產(chǎn)生極化磁場，勵磁線圈則在其所屬定子相內(nèi)產(chǎn)生控制磁場，勵磁電流方向變化而引起控制磁場對永磁體極化磁場作差動疊加以產(chǎn)生電磁力。如果假設(shè)定子鐵芯和銜鐵的磁阻為零，則永磁體在兩段工作氣隙下產(chǎn)生的極化磁場強度相同，此時磁路對稱，即電磁鐵在不同方向勵磁電流下獲得的力-位移特性幅值相等，力-位移特性是對稱的；然而實際情況是定子鐵芯和銜鐵都具有一定的磁阻，按照磁路理論，此時距離永磁體較遠(yuǎn)的一段工作氣隙下的極化磁場強度較弱，而距離永磁體較近的一段工作氣隙下的極化磁場較強，這就造成了電磁鐵的磁路不對稱，當(dāng)勵磁電流的磁場和永磁體的磁場差動疊加時，電磁鐵的力-位移特性受到勵磁電流方向的影響，即在不同方向的勵磁電流下獲得的力-位移特性幅值不等，呈現(xiàn)出一種不對稱的特征，當(dāng)將其作為閥用電-機械轉(zhuǎn)換器使用時，這種不對稱的力-位移特性會影響到閥的定位精度，使其無法呈現(xiàn)出比例閥應(yīng)有的高性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型要克服現(xiàn)有技術(shù)受定子鐵芯和銜鐵的磁阻效應(yīng)影響，呈現(xiàn)出一種不對稱的特征的缺陷，提供一種能夠克服鐵芯和銜鐵的磁阻效應(yīng)影響，不同方向勵磁電流下獲得的力-位移特性幅值相等，力-位移特性對稱的電磁鐵。
[0007]力-位移特性對稱的單相直動插片式電磁鐵，包括銜鐵部件、定子部件、殼體、前端蓋和后端蓋，殼體2、前端蓋I和后端蓋3將定子部件沿軸向約束固定；其特征在于:所述定子部件具有單相電流勵磁結(jié)構(gòu)；
[0008]環(huán)狀永磁體10位于定子右保持架12與定子左保持架4之間且被軸向磁化成N極和S級；永磁體10按照整個圓周四等分的方式均分成偶數(shù)個區(qū)域，每個區(qū)域均軸向充磁，且N極區(qū)域和S極區(qū)域間隔排列；
[0009]所述銜鐵部件包括銜鐵保持架6、第一銜鐵硅鋼片5、第二銜鐵硅鋼片15與推桿7 ；銜鐵保持架6靠近后端蓋3 —側(cè)設(shè)有軸孔，推桿7 —端與銜鐵保持架6的軸孔呈過盈連接，其另一端通過直線軸承8支撐在前端蓋I上，推桿7用于與閥芯聯(lián)動；
[0010]在銜鐵保持架6的徑向外圓柱面上開有若干均勻分布的插槽用于插入第一銜鐵硅鋼片5和第二銜鐵硅鋼片15，第一銜鐵硅鋼片5和第二銜鐵硅鋼片15均為采用硅鋼材料冷沖壓成型的扁平條狀，其上開有呈非等間隔分布且齒寬相等的三個矩形齒；第二銜鐵硅鋼片15上三個矩形齒的齒寬需要和第一定子硅鋼片11下的兩個極身寬度及第二定子硅鋼片9的極身寬度相等，統(tǒng)一記為Pl ;第一定子硅鋼片11靠近永磁體10 —極的極身寬度與第二定子硅鋼片9的極身寬度，以及環(huán)狀永磁體10的軸向尺寸三者之和SI和第二銜鐵硅鋼片15上靠近后端蓋3的兩個矩形齒之間的距離S2需要滿足關(guān)系式Sl=S2+Pl/2 ；整個定子部分的有效部分長度LI與第二銜鐵硅鋼片15的長度L2之間需要滿足關(guān)系式L2=Ll+Pl/2 ；
[0011]第一銜鐵硅鋼片5的長度、厚度以及其上分布的矩形齒齒寬與第二銜鐵硅鋼片15相同；第一銜鐵硅鋼片5上的第二個矩形齒落后第二銜鐵硅鋼片15上的第二個矩形齒一個齒寬的距離，即S3=S2+P1 ;而第一銜鐵硅鋼片5上的第三個矩形齒需要提前第二銜鐵硅鋼片15上的第三個矩形齒一個齒寬的距離，即S4=L2-P1 ；
[0012]銜鐵保持架6的表面劃分成與永磁體10對應(yīng)的偶數(shù)個區(qū)域，每個區(qū)域的插槽數(shù)相等，插入第一銜鐵硅鋼片5的區(qū)域與插入第二銜鐵硅鋼片15的區(qū)域間隔排列。
[0013]優(yōu)選地，永磁體10按照整個圓周四等分的方式劃分成4個區(qū)域，每個區(qū)域均軸向充磁，且N極區(qū)域和S極區(qū)域間隔排列。
[0014]進(jìn)一步，所述定子部件的單相電流勵磁結(jié)構(gòu)包括:定子右保持架12、第一定子硅鋼片11、定子左保持架4、第二定子硅鋼片9、線圈保持架14、控制線圈13和圓環(huán)狀永磁體10 ;定子右保持架12上徑向分布有等間距的插槽用于插入第一定子硅鋼片11，第一定子硅鋼片11為采用硅鋼材料冷沖壓成型的扁平匚形狀；定子左保持架4上同樣沿徑向分布有等間距的插槽用于插入第二定子硅鋼片9，第二定子硅鋼片9為采用硅鋼材料冷沖壓成型的扁平條狀；第一定子硅鋼片11和第二定子硅鋼片9均以稍微過盈的配合插入定子右保持架12和定子左保持架4的插槽以構(gòu)成產(chǎn)生電磁力所必需的定子凸齒結(jié)構(gòu)；[0015]定子右保持架12呈中空的半圓柱形狀，其內(nèi)側(cè)柱面掏空，形成半環(huán)狀空腔，所述線圈保持架14位于兩個相同形狀的定子右保持架12相互扣合所形成的空腔內(nèi)，控制線圈13環(huán)繞其上形成電流勵磁相；
[0016]進(jìn)一步，銜鐵保持架6為高強度的增強尼龍材料注塑成型，銜鐵保持架6呈空心杯狀，以有效減少銜鐵的運動慣量，提高其動態(tài)響應(yīng)；定子右保持架12與定子左保持架4均通過高強度的增強尼龍材料注塑成型，可以在保持一定的強度和剛度的同時，大大減輕整機重量，有利于提高整機的功率重量比；殼體和前后端蓋也采用高強度的增強尼龍材料注塑成型。
[0017]本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在:1、通過改進(jìn)的電磁設(shè)計，使得單相插片式直動電磁鐵的力-位移特性對稱，即在不同方向的勵磁電流下獲得的力-位移特性幅值相等，有利于提聞閥的定位精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0019]圖2為本實用新型的第一定子硅鋼片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本實用新型的定子右保持架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為本實用新型中插上定子硅鋼片后的兩片定子右保持架組合后的示意圖；
[0022]圖5為本實用新型的第二定子硅鋼片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6為本實用新型的定子左保持架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7為本實用新型的第一銜鐵硅鋼片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖8為本實用新型的第二銜鐵硅鋼片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖9為本實用新型中的銜鐵保持架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖10為本實用新型中按兩兩間隔方式插入第一銜鐵硅鋼片和第二銜鐵硅鋼片后的銜鐵組件整體示意圖；
[0028]圖11為本實用新型按兩兩間隔方式插入第一銜鐵硅鋼片和第二銜鐵硅鋼片后的銜鐵組件端面示意圖；
[0029]圖12為本實用新型的永磁體充磁方式示意圖；
[0030]圖13為本實用新型的結(jié)構(gòu)尺寸示意圖；
[0031]圖14為用來和本實用新型對比的傳統(tǒng)單相插片式直動電磁鐵的工作原理示意圖；
[0032]圖15a，15b和15c為本實用新型的工作原理示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步描述。
[0034]參照圖1?圖15c，一種力-位移特性對稱的單相直動插片式電磁鐵，其主要結(jié)構(gòu)包括銜鐵部件、定子部件、殼體、前端蓋和后端蓋。所述定子部分包括定子右保持架12、第一定子硅鋼片11、定子左保持架4、第二定子硅鋼片9、線圈保持架14、控制線圈13和圓環(huán)狀永磁體10 ;定子右保持架12與定子左保持架4均通過高強度的增強尼龍材料注塑成型，可以在保持一定的強度和剛度的同時，大大減輕整機重量，有利于提高整機的功率重量比；定子右保持架12上徑向分布有等間距的插槽用于插入第一定子硅鋼片11，第一定子硅鋼片11為采用硅鋼材料冷沖壓成型的扁平匚形狀；定子左保持架4上同樣沿徑向分布有等間距的插槽用于插入第二定子硅鋼片9，第二定子硅鋼片9則為采用硅鋼材料冷沖壓成型的扁平條狀；第一定子硅鋼片11和第二定子硅鋼片9均以稍微過盈的配合插入定子右保持架12和定子左保持架4的插槽以構(gòu)成產(chǎn)生電磁力所必需的定子凸齒結(jié)構(gòu)；定子右保持架12呈中空的半圓柱形狀，其內(nèi)側(cè)柱面掏空，形成半環(huán)狀空腔，所述線圈保持架14位于兩個相同形狀的定子右保持架12相互扣合所形成的空腔內(nèi)，控制線圈13環(huán)繞其上形成電流勵磁相；所述環(huán)狀永磁體10位于定子右保持架12與定子左保持架4之間且被軸向磁化成N極和S級。為保證力-位移特性對稱，永磁體10必須按照將整個圓周以偶數(shù)等分的方式均分成若干個區(qū)域，每個區(qū)域均軸向充磁，且N極區(qū)域和S極區(qū)域間隔排列。從工藝角度而言，二等分充磁最為便捷，但電磁鐵會有徑向力不平衡的問題，從而影響到軸承的使用壽命；過多的等分對電磁鐵性能的提升沒有幫助，且充磁工藝上較為繁瑣，因而綜合而言，將永磁體四等分充磁實用性最好，如圖12所示。
[0035]所述銜鐵部件包括銜鐵保持架6、第一銜鐵硅鋼片5、第二銜鐵硅鋼片15與推桿7三部分。銜鐵保持架6為高強度的增強尼龍材料注塑成型，通過將銜鐵保持架6設(shè)計成空心杯狀，能夠有效減少銜鐵的運動慣量，提高其動態(tài)響應(yīng)。銜鐵保持架6靠近后端蓋3 —側(cè)設(shè)有軸孔，推桿7 —端與銜鐵保持架6的軸孔呈過盈連接，其另一端通過直線軸承8支撐在前端蓋I上，推桿7用于與閥芯聯(lián)動。
[0036]在銜鐵保持架6的徑向外圓柱面上開有若干均勻分布的插槽用于插入第一銜鐵硅鋼片5和第二銜鐵硅鋼片15，第一銜鐵硅鋼片5和第二銜鐵硅鋼片15均為采用硅鋼材料冷沖壓成型的扁平條狀，其上開有呈非等間隔分布且齒寬相等的三個矩形齒；為實現(xiàn)電磁鐵的正常工作，第二銜鐵硅鋼片15上三個矩形齒的齒寬需要和第一定子硅鋼片11下的兩個極身寬度(齒寬)及第二定子硅鋼片9的極身寬度(齒寬)相等，統(tǒng)一記為Pl ;第一定子硅鋼片11靠近永磁體10 —極的極身寬度與第二定子硅鋼片9的極身寬度，以及環(huán)狀永磁體10的軸向尺寸三者之和SI和第二銜鐵硅鋼片15上靠近后端蓋3的兩個矩形齒之間的距離S2需要滿足關(guān)系式Sl=S2+Pl/2 ;整個定子部分的有效長度LI與第二銜鐵硅鋼片15的長度L2之間需要滿足關(guān)系式L2=Ll+Pl/2。第一銜鐵硅鋼片5的總長度、厚度以及其上分布的矩形齒齒寬與第二銜鐵硅鋼片15完全相同，為使得電磁鐵的力-位移特性相等，達(dá)到在工作時，電磁鐵工作氣隙下有一半的區(qū)域定子硅鋼片和銜鐵硅鋼片處于“齒對齒”的狀態(tài)，而另外一半?yún)^(qū)域定子硅鋼片和銜鐵硅鋼片則處于“齒對槽”的狀態(tài)，從左至右看去，第一銜鐵硅鋼片5上的第二個矩形齒需要落后第二銜鐵硅鋼片15上的第二個矩形齒一個齒寬的距離，即S3=S2+P1 ;而第一銜鐵硅鋼片5上的第三個矩形齒需要提前第二銜鐵硅鋼片15上的第三個矩形齒一個齒寬的距離，即S4=L2-P1，如圖13所示。
[0037]為了保證力-位移特性對稱，銜鐵保持架6的插槽數(shù)必須是能被2所整除的偶數(shù)，以此可以將銜鐵保持架6分成插槽數(shù)相等的若干偶數(shù)個區(qū)域，插入第一銜鐵硅鋼片5的區(qū)域與插入第二銜鐵硅鋼片15的區(qū)域間隔排列，注意銜鐵保持架6的區(qū)域數(shù)需要和前述永磁體10的區(qū)域數(shù)對應(yīng)，即兩者的劃分區(qū)域數(shù)目相等、各區(qū)域的弧度相同。
[0038]殼體2、前端蓋I和后端蓋3將定子部件沿軸向約束固定。為進(jìn)一步減輕整機重量，殼體和前后端蓋也可以采用高強度的增強尼龍材料注塑成型。[0039]這種插片式直動電磁鐵可以采用脈沖式控制，也可以采用比例式控制。為敘述清晰起見，下面以永磁體四等分充磁、銜鐵保持架徑向均布24個插槽且劃分為四個區(qū)域的單相插片式直動電磁鐵為例，以脈沖式控制來闡述本實用新型的工作原理:
[0040]首先有必要闡述傳統(tǒng)的單相插片式直動電磁鐵的工作原理，以期與本實用新型的內(nèi)容作個比較，如圖14所示，和本實用新型一樣，傳統(tǒng)的單相插片式直動電磁鐵也是由定子和銜鐵之間形成三段環(huán)形的工作氣隙S1、δ2、δ 3，永磁體在其中兩段工作氣隙δ2和δ 3下產(chǎn)生極化磁場，勵磁線圈在其定子相內(nèi)產(chǎn)生控制磁場，以勵磁電流的方向變化而引起控制磁場對永磁體磁場作差動疊加以產(chǎn)生電磁力。但是和本實用新型不同的是，傳統(tǒng)的單相插片式直動電磁鐵的銜鐵保持架上的銜鐵硅鋼片只有單獨的一種，且永磁體是整體軸向充磁。可以看到，無論勵磁電流方向怎么變化，兩段工作氣隙S 2和δ 3下的磁場必然是以下兩種情況之一:
[0041]1.δ 2下永磁體和勵磁線圈的磁場相互增強，δ 3下永磁體和勵磁線圈的磁場相互抵消；
[0042]I1.δ 3下永磁體和勵磁線圈的磁場相互增強，δ 2下永磁體和勵磁線圈的磁場相互抵消；
[0043]如果假設(shè)定子和銜鐵的硅鋼片磁阻為零，則永磁體在兩段工作氣隙下產(chǎn)生的極化磁場強度相同，此時磁路對稱，力-位移特性獨立于勵磁電流方向的變化，即電磁鐵在不同方向的勵磁電流下獲得的力-位移幅值相等，力-位移特性是對稱的；然而實際情況是定子和銜鐵的硅鋼片都具有一定的磁阻，按照磁路理論，此時距離永磁體較遠(yuǎn)的一段工作氣隙S 3下的極化磁場強度較弱，而距離永磁體較近的一段工作氣隙δ 2下的極化磁場較強，從產(chǎn)生的電磁力幅值的角度看，第I種情況產(chǎn)生的力幅值大而第II種情況產(chǎn)生的力幅值小，由于電磁鐵磁路不對稱，其在不同方向的勵磁電流下獲得的力-位移特性幅值不等，呈現(xiàn)出一種不對稱的特征。
[0044]從上述的討論中可以得到啟發(fā)，如果能做到無論勵磁電流方向怎么變化，兩段工作氣隙下始終有靠近永磁體的半段氣隙和遠(yuǎn)離永磁體的半段氣隙下各自的磁場相互增強，而剩余的靠近永磁體的半段氣隙和遠(yuǎn)離永磁體的半段氣隙下各自的磁場相互抵消的話，磁路就可以對稱，電磁鐵的力-位移特性就可以對稱，不同方向的勵磁電流產(chǎn)生的力幅值就
可以相等。
[0045]按照這個原則，本實用新型提出了所謂力-位移特性對稱的單相插片式直動電磁鐵，通過改變永磁體的充磁方式和軸向錯齒的兩種銜鐵硅鋼片，來實現(xiàn)電磁鐵的力-位移特性對稱。
[0046]參照圖15a?15c，令圖15a所示的轉(zhuǎn)子位置為初始位置，當(dāng)控制線圈13不通電流的時候，工作氣隙δ 1、δ 2、δ 3、δ 4、δ 5內(nèi)只有永磁體產(chǎn)生的極化磁場；當(dāng)控制線圈13通入如圖15b所示的電流時(Θ方向表示沿紙面向外十Λ(向表示沿紙面向里)，電流控制磁場與永磁極化磁場在工作氣隙δ 2、δ 3、δ 4、δ 5中相互疊加,其中工作氣隙δ3和δ 5下控制磁場與永磁極化磁場方向相同，磁場增強；工作氣隙δ 2和δ 4下電流磁場與永磁極化磁場方向相反，磁場相互抵消，此時整個銜鐵受到電磁力向左移動1/4個齒距，可以看至Ij,此時產(chǎn)生電磁力的δ 3位于遠(yuǎn)離永磁體的一端，δ 5則靠近永磁體；不產(chǎn)生電磁力的δ4也位于遠(yuǎn)離永磁體的一端，δ 2則靠近永磁體；當(dāng)控制線圈13通入如圖15c所示的電流時，工作氣隙S2和δ4下磁場增強，工作氣隙δ3和δ 5下磁場相互抵消，整個銜鐵受到電磁力向右移動1/4個齒距，此時產(chǎn)生電磁力的δ 4位于遠(yuǎn)離永磁體的一端，δ 2則靠近永磁體；不產(chǎn)生電磁力的S 3也位于遠(yuǎn)離永磁體的一端，δ 5則靠近永磁體；可以看到，無論勵磁電流方向如何變化，總是可以實現(xiàn)兩段工作氣隙中有靠近永磁體的半段氣隙和遠(yuǎn)離永磁體的半段氣隙下各自的磁場相互增強，而剩余靠近永磁體的半段氣隙和遠(yuǎn)離永磁體的半段氣隙下各自的磁場相互抵消，即磁路是對稱的，從而保證了電磁鐵的力-位移特性對稱，不同方向的勵磁電流產(chǎn)生的力幅值相等。
[0047]上述【具體實施方式】用來解釋本實用新型，而不是對本實用新型進(jìn)行限制，在本實用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本實用新型作出的任何修改和改變，都落入本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.力-位移特性對稱的單相插片式直動電磁鐵，包括銜鐵部件、定子部件、殼體、前端蓋和后端蓋，殼體(2)、前端蓋(I)和后端蓋(3)將定子部件沿軸向約束固定；其特征在于:所述定子部件具有單相電流勵磁結(jié)構(gòu)； 環(huán)狀永磁體(10)位于定子右保持架(12)與定子左保持架(4)之間且被軸向磁化成N極和S級；永磁體(10)按照整個圓周均分的方式，劃分成偶數(shù)個區(qū)域，每個區(qū)域均軸向充磁，且N極區(qū)域和S極區(qū)域間隔排列； 所述銜鐵部件包括銜鐵保持架(6)、第一銜鐵硅鋼片(5)、第二銜鐵硅鋼片(15)與推桿(7);銜鐵保持架(6)靠近后端蓋(3)—側(cè)設(shè)有軸孔，推桿(7)—端與銜鐵保持架(6)的軸孔呈過盈連接，其另一端通過直線軸承(8 )支撐在前端蓋(I)上，推桿(7 )用于與閥芯聯(lián)動； 在銜鐵保持架(6)的徑向外圓柱面上開有若干均勻分布的插槽用于插入第一銜鐵娃鋼片(5)和第二銜鐵硅鋼片(15)，第一銜鐵硅鋼片(5)和第二銜鐵硅鋼片(15)均為采用硅鋼材料冷沖壓成型的扁平條狀，其上開有呈非等間隔分布且齒寬相等的三個矩形齒；第二銜鐵硅鋼片(15)上三個矩形齒的齒寬需要和第一定子硅鋼片(11)下的兩個極身寬度及第二定子硅鋼片(9)的極身寬度相等，統(tǒng)一記為Pl ;第一定子硅鋼片(11)靠近永磁體(10) —極的極身寬度與第二定子硅鋼片(9)的極身寬度，以及環(huán)狀永磁體(10)的軸向尺寸三者之和SI和第二銜鐵硅鋼片(15)上靠近后端蓋(3)的兩個矩形齒之間的距離S2需要滿足關(guān)系式Sl=S2+Pl/2 ;整個定子部分的有效長度LI與第二銜鐵硅鋼片(15)的長度L2之間需要滿足關(guān)系式L2=Ll+Pl/2 ； 第一銜鐵硅鋼片(5)的長度、厚度以及其上分布的矩形齒齒寬與第二銜鐵硅鋼片(15)相同；第一銜鐵硅鋼片(5)上的第二個矩形齒落后第二銜鐵硅鋼片(15)上的第二個矩形齒一個齒寬的距離，即S3=S2+P1 ;而第一銜鐵硅鋼片(5)上的第三個矩形齒需要提前第二銜鐵硅鋼片(15)上的第三個矩形齒一個齒寬的距離，即S4=L2-P1 ； 銜鐵保持架(6)的表面劃分成與永磁體(10)相同的偶數(shù)個區(qū)域，每個區(qū)域的插槽數(shù)相等，插入第一銜鐵硅鋼片(5)的區(qū)域與插入第二銜鐵硅鋼片(15)的區(qū)域間隔排列。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁鐵，其特征在于:永磁體(10)按照整個圓周四等分的方式劃分成4個區(qū)域，每個區(qū)域均軸向充磁，且N極區(qū)域和S極區(qū)域間隔排列。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電磁鐵，其特征在于:所述定子部件的單相電流勵磁結(jié)構(gòu)包括:定子右保持架(12)、第一定子硅鋼片(11)、定子左保持架(4)、第二定子硅鋼片(9)、線圈保持架(14)、控制線圈(13)和圓環(huán)狀永磁體(10);定子右保持架(12)上徑向分布有等間距的插槽用于插入第一定子硅鋼片(11)，第一定子硅鋼片(11)為采用硅鋼材料冷沖壓成型的扁平匚形狀；定子左保持架(4)上同樣沿徑向分布有等間距的插槽用于插入第二定子硅鋼片(9)，第二定子硅鋼片(9)為采用硅鋼材料冷沖壓成型的扁平條狀；第一定子硅鋼片(11)和第二定子硅鋼片(9)均以稍微過盈的配合插入定子右保持架(12)和定子左保持架(4)的插槽以構(gòu)成產(chǎn)生電磁力所必需的定子凸齒結(jié)構(gòu)；定子右保持架(12)呈中空的半圓柱形狀，其內(nèi)側(cè)柱面掏空，形成半環(huán)狀空腔，所述線圈保持架(14)位于兩個相同形狀的定子右保持架(12)相互扣合所形成的空腔內(nèi)，控制線圈(13)環(huán)繞其上形成電流勵磁相。
4.如權(quán)利要求3所述的電磁鐵，其特征在于:銜鐵保持架(6)為增強尼龍材料注塑成型，銜鐵保持架(6)呈空心杯狀，以有效減少銜鐵的運動慣量，提高其動態(tài)響應(yīng)；定子右保持架(12)與定子左保持架(4)均通過增強尼龍材料注塑成型，可以在保持一定的強度和剛度的同時，大大減輕整機重量，有利于提高整機的功率重量比；殼體和前后端蓋也采用增強尼 龍材料注塑成型。
【文檔編號】F16K31/08GK203413213SQ201320395235
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月3日
【發(fā)明者】孟彬, 陳烜, 阮健 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)