[实用新型]单相直动插片式电磁铁

说明书

本实用新型属于流体传动及控制领域中电液高速开关阀用的电‑机械转换器，尤其涉及一种单相直动插片式电磁铁。

在电液比例/伺服控制系统中，作为电液控制元件关键部件的电‑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。

电液高速开关阀的控制信号一般为一系列幅值相等、每一周期占空比不同的脉冲信号，其电‑机械转换器主要是高速开关电磁铁，脉冲高电平时电磁铁的衔铁在极限位置吸合，低电平时在机械弹簧力的作用下复位，以此对应高速开关阀的全开和全闭两种工作状态。

对于要求快速性的高速开关电磁铁而言，复位弹簧是关键部件之一，其刚度直接决定了衔铁的返回时间和电磁铁的固有频率；然而弹簧作为机械零件，在使用过程中不可避免的会出现疲劳、断裂以及腐蚀等，从而引起电磁铁的可靠性问题，影响电磁铁的使用寿命，严重时甚至导致电磁铁失效；另外，在电磁铁设计时还需要考虑弹簧的安装方法和位置，从而使得其内部结构复杂，加工成本高。

为了克服已有的直动式高速开关电磁铁的结构复杂、加工成本高、可靠性差、使用寿命短的不足，相关技术人员提出了一种无弹簧直动式高速开关电磁铁的结构方案并获得了实用新型专利授权，但由于该电磁铁为整体式结构，当工作在电流瞬态变化的环境中时，不可避免的存在着电涡流的问题。电涡流使得电磁铁的无用损耗及温升增高；电涡流还对控制绕组内电流的变化起到一定的阻碍作用，影响了电磁铁的动态性能；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。

本实用新型要克服已有的无弹簧直动式高速开关电磁铁的整体式结构带来电涡流大、损耗和发热严重、功率重量比低的缺点，提供一种直动单相插片式电磁铁，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，非常适合作为车载或者航空航天等应用场合电液高速开关阀的电‑机械转换元件。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种单相直动插片式电磁铁，其主要结构包括衔铁部件、定子部件、壳体、前端盖和后端盖。所述定子部分包括定子左保持架、定子左插片、定子右保持架、定子右插片、线圈保持架、控制线圈和圆环状永磁体；定子左保持架与定子右保持架均通过高强度的增强尼龙材料注塑成型，可以在保持一定的强度和刚度的同时，大大减轻整机重量，有利于提高整机的功率重量比；定子左保持架上径向分布有等间距的插槽用于插入定子左插片，定子左插片为采用硅钢材料冷冲压成型的扁平匚形状；定子右保持架上同样沿径向分布有等间距的插槽用于插入定子右插片，定子右插片则为采用硅钢材料冷冲压成型的扁平条状；定子左插片和定子右插片均以稍微过盈的配合插入定子左保持架和定子右保持架的插槽以构成产生电磁力所必需的定子凸齿结构；定子左保持架呈中空的半圆柱形状，其内侧柱面掏空，形成半环状空腔，所述线圈保持架位于两个相同形状的定子左保持架相互扣合所形成的空腔内，控制线圈环绕其上形成电流励磁相；所述环状永磁体位于定子左保持架与定子右保持架之间且被轴向磁化成N极和S级。

一种单相直动插片式电磁铁，其主要结构包括衔铁部件、定子部件、壳体、前端盖和后端盖。所述定子部分包括定子左保持架、定子左插片、定子右保持架、定子右插片、线圈保持架、控制线圈和圆环状永磁体；定子左保持架与定子右保持架均通过高强度的增强尼龙材料注塑成型，可以在保持一定的强度和刚度的同时，大大减轻整机重量，有利于提高整机的功率重量比；定子左保持架上径向分布有等间距的插槽用于插入定子左插片，定子左插片为采用硅钢材料冷冲压成型的扁平匚形状；定子右保持架上同样沿径向分布有等间距的插槽用于插入定子右插片，定子右插片则为采用硅钢材料冷冲压成型的扁平条状；定子左插片和定子右插片均以稍微过盈的配合插入定子左保持架和定子右保持架的插槽以构成产生电磁力所必需的定子凸齿结构；定子左保持架呈中空的半圆柱形状，其内侧柱面掏空，形成半环状空腔，所述线圈保持架位于两个相同形状的定子左保持架相互扣合所形成的空腔内，控制线圈环绕其上形成电流励磁相；所述环状永磁体位于定子左保持架与定子右保持架之间且被轴向磁化成N极和S级。