CN101710777A - 一种节能共振式电动作动器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的是一种节能共振式电动作动器。组成包括壳体、励磁线圈组、片弹簧、动子，壳体由上端盖与底座连接构成，励磁线圈组由支架和绕在支架上的线圈构成，支架与上端盖固接，动子由内轭铁、外轭铁、永磁体串联构成，内轭铁、外轭铁、永磁体固定在导向轴上，支架位于内轭铁与外轭铁所形成的气隙中，内轭铁与永磁体、外轭铁构成封闭磁路，导向轴通过轴承安装在上端盖与底座之间，外轭铁通过片弹簧片与底座相连。本发明可在低能耗的情况下输出较大的作动力，且结构紧凑，有着广阔的工程应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种作动器，具体地说是一种节能共振式电动作动器。
背景技术
电动式作动器作为振动力源得到广泛应用。电动式作动器是利用通有交变电流的线圈在磁场中受到洛仑兹力的作用对外输出作动力。一般的小型电动式作动器是由永久磁铁产生恒定的磁场，动圈通过弹簧支撑在恒定的磁场中，顶杆和动圈固定在一起，组成作动器的运动部件。这种形式的作动器实际输出的作动力是输入给动圈的电磁力与运动件惯性力之差，且惯性力随电磁力频率的平方增大。当需要中、高频作动力时，电动式作动器通过增大电磁力来实现，由于作动力输出环节存在动子的惯性力，使得传统的电动式作动器效率低，耗能较多，且作动器随输出作动力增加，自身和功率放大器的外形尺寸重量急剧增加，这给工程应用带来不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能高效、作动力大、结构紧凑的一种节能共振式电动作动器。
本发明的目的是这样实现的：
组成包括壳体、励磁线圈组、片弹簧、动子，壳体由上端盖与底座连接构成，励磁线圈组由支架和绕在支架上的线圈构成，支架与上端盖固接，动子由内轭铁、外轭铁、永磁体串联构成，内轭铁、外轭铁、永磁体固定在导向轴上，支架位于内轭铁与外轭铁所形成的气隙中，内轭铁与永磁体、外轭铁构成封闭磁路，导向轴通过轴承安装在上端盖与底座之间，外轭铁通过片弹簧片与底座相连。
本发明还可以包括：
1、所述的励磁线圈组和动子均有两套，两个动子之间设置隔磁盘，隔磁盘固定在导向轴上。
2、所述永磁体为端面极化方式。
本发明中的永磁体、轭铁、隔磁盘均有通孔，串联固定在导向轴上构成动子。动子上的轭铁通过片弹簧与底座连接，动子可以在端盖和底座中的轴承内作轴向运动。
本发明的作动器在线圈通入交流电时，动子在交变电磁力作用下做直线运动，当动子与片弹簧构成的质量弹簧系统的固有频率与输入线圈交流电的频率相同时，质量弹簧系统发生共振，共振时的动子惯性力通过作动器底座，将作动力传到其它结构上，以实现动子可以在较小的电磁力作用下使作动器输出较大作动力，达到节能高效的目的。
本发明的优点在于：
电动式共振作动器输出的力为运动系统共振时动子产生的惯性力，作动器的效率大为提高，能耗降低。
由于弹簧片的径向刚度很大，使得作动器在任意角度工作时减小了导向轴与轴承的摩擦，可以任意角度提供作动力；同时由于作动器自身结构强度较大，可将作动器串联在其它系统中承重并提供作动力，拓展了作动器的工程应用范围。
作动器能够在较小的电磁力作用下输出较大作动力，降低了对作动器线圈的安匝数和功率放大器输出功率的要求，使作动器和功率放大器的外形尺寸重量减小。
双线圈绕组可以为运动系统提供足够大的电磁激励力。
本发明可在低能耗的情况下输出较大的作动力，且结构紧凑，有着广阔的工程应用前景。
附图说明
附图是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
本发明由壳体、励磁线圈组、片弹簧、动子、轴承组成。上端盖1与底座10构成壳体。在支架4上绕有线圈11构成励磁线圈组通过螺钉与上端盖1固接。轭铁6、轭铁8、永磁体7、隔磁盘9串联并固定在导向轴5上构成动子。轭铁6、轭铁8均为良导磁材料。永磁体7为端面极化方式，这样在轭铁6与永磁体7、轭铁8构成封闭磁路。轴承2安装在上端盖1与底座10内，对动子起导向作用。轭铁8通过片弹簧3与底座10相连。
现说明上述作动器的工作原理。当两个励磁线圈通入频率为f的交流电时，动子和弹簧构成的质量弹簧系统将受到两个励磁线圈同向的电磁力作用，发生强迫振动，当所用弹簧的刚度k满足k＝4×m×π2×f2时(这里m为动子质量)，动子和弹簧构成的质量弹簧系统将发生共振。此时动子所产生的惯性力通过壳体作用到其他结构上，从而实现了作动器力的输出。当运动系统发生共振后，可以通过调节输入励磁线圈的电流大小来实现作动器输出力的改变。
作动器的具体结构参数(如动子的质量、弹簧的刚度、励磁线圈的安匝数及永磁体等)均由使用条件来确定。
Claims (3)
1.一种节能共振式电动作动器，组成包括壳体、励磁线圈组、片弹簧、动子，其特征是：壳体由上端盖与底座连接构成，励磁线圈组由支架和绕在支架上的线圈构成，支架与上端盖固接，动子由内轭铁、外轭铁、永磁体串联构成，内轭铁、外轭铁、永磁体固定在导向轴上，支架位于内轭铁与外轭铁所形成的气隙中，内轭铁与永磁体、外轭铁构成封闭磁路，导向轴通过轴承安装在上端盖与底座之间，外轭铁通过片弹簧片与底座相连。
2.根据权利要求1所述的一种节能共振式电动作动器，其特征是：所述的励磁线圈组和动子均有两套，两个动子之间设置隔磁盘，隔磁盘固定在导向轴上。
3.根据权利要求1或2所述的一种节能共振式电动作动器，其特征是：所述永磁体为端面极化方式。
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Open date: 20100519 |