[实用新型]直动双向插片式电磁铁

说明书

技术领域

本实用新型属于流体传动及控制领域中电液控制元件用的电-机械转换器，尤其涉及一种直动双向插片式电磁铁。 

背景技术

在电液比例/伺服控制系统中，作为电液比例/伺服阀关键部件的电-机械转换器由于工作行程较小，其性能主要追求电能与机械能转换的实时性和精度，也就是要求在保证一定的输出力/力矩的同时，尽量取得较高的动态响应。另外，在特殊环境下（如车载或者航空航天等应用场合），还要求阀以及电-机械转换机构在保证输出功率的同时，能尽量减少外形尺寸和重量。 

与传统的电-机械转换器如力矩马达、线性力马达以及比例电磁铁相比，双凸齿式阀用电-机械转换器的最大特征是定子和转子(衔铁)上开有若干小齿，因而具有输出力(力矩)和控制精度与转子(衔铁)的齿数成正比的特点，近年来在基于液压伺服螺旋机构的2D阀等领域里得到了应用。双凸齿式阀用电-机械转换器按照定子分相方式的不同可以分为径向分相式和轴向分相式两种，后者与前者相比，通过将定子励磁相改置于永磁体的一侧或两侧，从而可以构成多种旋转式、直动式、单相以及双相等新型的阀用电-机械转换器，而且很容易设计成湿式耐高压结构。 

在交流控制方式下工作的电磁元件都存在涡流的问题，一般都是通过将定转子铁芯叠片的方式来降低涡流损耗。轴向分相式的双凸齿式阀用电-机械转换器由于不能像径向分相结构那样沿轴向叠片，所以只能采用整体式结构。但该结构在交流方式控制下涡流效应严重，使得电-机械转换器的无用功损耗增高，线圈发热严重，涡流还对控制绕组内电流的变化起到一定的阻碍作用，影响了电-机械转换器的动态性能。另外，其定转子整体式结构的特点也决定了必须要使用整块金属作为铁芯的软磁材料，从而使得重量居高不下，影响了整机的功率重量比。 

发明内容

本实用新型要克服原有的直动式双凸齿电磁铁由于其整体式金属材料定转子结构带来的涡流大、损耗和发热严重、功率重量比低的问题，提供一种直动双向插片式电磁铁，将其作为2D阀用电-机械转换器，可大大降低涡流，从而获得较低的温升、优良的动态特性以及高功率重量比。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种直动双向插片式电磁铁，包括定子部件、衔铁部件、壳体以及前后端盖。所述定子部件位于衔铁部件的外侧，所述定子部件包括第一定子保持架、第二定子保持架、第三定子保持架、第四定子保持架、定子硅钢片、第一线圈保持架、第二线圈保持架、第一控制线圈、第二控制线圈、永磁体和壳体。所述壳体为定子部件的基体，用来支撑、容纳和定位其他定子零部件；所述第一定子保持架、第二定子保 持架、第三定子保持架、第四定子保持架为高强度的增强尼龙材料注塑成型；所述第一定子保持架、第二定子保持架、第三定子保持架、第四定子保持架均布置在衔铁外圈，第一定子保持架和第二定子保持架形状相同，两者相互扣合构成定子左保持架并通过壳体压紧，第一线圈保持架位于定子左保持架的空腔内，所述第一控制线圈环绕在第一线圈保持架上组成电流励磁的一相；第三定子保持架和第四定子保持架形状相同，两者相互扣合构成定子右保持架并通过壳体压紧，所述第二线圈保持架位于所述定子右保持架的空腔内，所述第二控制线圈环绕在第二线圈保持架上组成电流励磁的另一相；所述永磁体为圆环形状，其轴向尺寸要求保持为定子以及衔铁硅钢片齿距的（K-1/2）倍，K为任意正整数，永磁体位于所述定子左保持架和定子右保持架之间且被轴向磁化成N极和S极。 

所述四个定子保持架形状相同，均为中空的半圆柱体，柱体外圆周面开有径向均匀分布的插槽，其形状尺寸要求和定子硅钢片相同；定子硅钢片为冷冲压成型的扁平匚形状，其两个末端上分别开有轴向均匀分布且数目相等的小齿，小齿的齿宽和槽宽相等；定子硅钢片两条内边的距离要求保持为齿距的整数倍；定子硅钢片以稍微过盈的配合插入四个定子保持架上的插槽以构成产生电磁力所必需的定子凸齿结构。 

所述衔铁部件包括衔铁保持架、衔铁插片与推杆三部分，衔铁保持架为高强度的增强尼龙材料注塑成型，其外圆周面上开有一定深度且均匀分布的矩形插槽，其形状尺寸要求和衔铁硅钢片相同；衔铁保持架安装在推杆之上，可与阀芯联动的推杆通过直线轴承支撑在前端 盖及后端盖中，衔铁硅钢片为冷冲压成型的扁平长条形状，且轴向均匀分布有多个小齿，其齿宽和槽宽相等；衔铁硅钢片以稍微过盈的配合插入衔铁保持架上的插槽以构成产生电磁力所必需的衔铁凸齿结构；衔铁保持架安装在推杆上，所述推杆的两端分别安装在前端盖和后端盖上。 

为进一步减轻整机重量，壳体和前后端盖也可以采用高强度的增强尼龙材料注塑成型。