[实用新型]磁耦合双稳态电磁铁

说明书

本实用新型涉及一种电磁铁，特别是涉及一种具有良好自保持力，且功耗低，体积小的磁耦合双稳态电磁铁。

电磁铁是一种应用广泛的电磁器件。普通电磁铁基本上都是由电磁线圈、动铁芯、轭铁及动芯滑腔构成，其主要缺陷是功耗较大。自保持功能是降低电磁铁功耗的关键，为此人们设计出各种各样的机电式和电磁式的保持方式，其中电磁式结构比较简单实用，如CN2268820的“电控制磁保持阀门”是在两线圈轴向的中间设置一个可动的永磁铁，通过改变电磁线圈的电流方向将永磁铁吸向某一线圈内的静铁芯，由此实现自保持功能。另一项专利CN2298397公开的“双稳态电磁铁”，则是在电磁线圈轴向的端头设置一个永磁铁，并配有推动铁芯的弹簧，同样由改变电磁线圈的电流方向或将动铁芯吸向永磁铁或由弹簧推开动铁芯，从而实现双态自保持。此外还有利用磁力线无限延伸原理，用套在动铁芯外面的永磁环代替线圈端头的永磁铁，实际上这是上述CN2298397专利的一种变形。以上磁保持方式的共同特点是铁芯与永磁铁的轴向直接吸合。

上述这类磁保持电磁铁的不足之处是保持力对接触面的面积、接触距离及端面状态非常敏感，加上弹簧的分散性，因此动铁芯开、关转换所需的功耗仍然较大，电磁体积也相对较大。

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，而提供一种能有效提高磁铁保持力，增加磁铁吸合距离，且功耗低，体积小的磁耦合双稳态电磁铁。

为实现上述目的，本实用新型提供一种磁耦合双稳态电磁铁，该电磁铁包括电磁线圈1、动铁芯2、轭铁3动芯滑腔4，其特征在于，在轭铁的轴向上、下两端设置有两个极性相反的永磁环5、6。

所述电磁线圈1可以是单线圈，也可以是绕向相反的双线圈。

本实用新型具有如下特点：

一、由于本实用新型的保持状态的磁耦合力是磁环两端磁极径向耦合通过动铁芯构成的磁通路，保持力的大小取决于磁环的磁性及尺寸和动铁芯的尺寸及限位，故一致性非常好。

二、由于本实用新型的双磁环设计，使得当电控改变铁芯状态时，铁芯受到斥力和吸力的同时作用，电磁能利用率高，而且通过增加磁环厚度可轻易地增加铁芯的吸合距离和保持力。

三、本实用新型如果将磁环的磁性延伸到活动铁芯轴向，则可增加保持力、推力和拉力。对于不同应用要求适应范围比较广。

四、基于以上三点，在同样吸合距离，同样保持力要求情况下，本实用新型的功耗最低，体积最小。

五、本实用新型还具有设计合理，结构简单，成本低廉，工作可靠等特点。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型结构示意图。

如图1所示，本实用新型的磁耦合双稳态电磁铁是在轭铁3内装有电磁线圈1，在轭铁中心的动芯滑腔4内装有动铁芯2，这部分结构与普通电磁铁相同。本实用新型的改进在于，在轭铁的轴向上、下两端设置有两个极性相反的永磁环5、6，构成一个磁耦合双稳态电磁铁。

其进一步的改进还在于，电磁线圈1即可以采用现有的单线圈，也可以是绕向相反的双线圈。

本实用新型的工作原理如下：图1示出了活动铁芯2处于下磁环6的保持状态，磁环极性如图所示。当通过电磁线圈1的脉冲电流方向使铁芯磁柱为下N上S时，铁芯受到下斥、上吸的同时作用而被吸到上磁环5中并保持下来。当电磁线圈的脉冲电流方向相反时，铁芯重新被吸回下磁环6中并保持下来。

本实用新型可适用于水、气的阀门控制及机电行业二位状态的控制。