CN102543585B - 一种磁保持型螺线管控制微波开关驱动系统 - Google Patents

Abstract

一种磁保持型螺线管控制微波开关驱动系统，主要包括上、下线圈组、磁钢阵列组、铁芯组、轭铁组。上、下线圈组由上、下两组参数相同但电流环绕方向相反的线圈组成。磁钢阵列组包括沿圆周布置且同极向心的多个块状磁钢。铁芯组由传动轴及与传动轴相对固定的铁芯构成，磁钢阵列组环绕铁芯。铁芯组穿过磁钢阵列轴心，轭铁覆盖整个机构的外部。驱动系统在线圈不通电的情况下可以使铁芯组保持在上、下两稳定状态，下线圈通过脉冲信号时，铁芯组由下状态向上运动；上线圈通过脉冲信号时，铁芯组由上状态向下运动，铁芯组的行程转化为执行机构的行程控制微波开关的接通和关断。本发明驱动系统具有行程大，节省能量，结构紧凑体积小等特点。

Description

一种磁保持型螺线管控制微波开关驱动系统

技术领域

本发明涉及一种微波开关驱动系统。

背景技术

螺线管控制微波开关由于其自身结构的特点，相对传统的驱动方式，具有行程大的优势。目前这种开关多采用吸入式结构，该结构动作原理为通电线圈(只有一个线圈)中放入金属活动部件，线圈通电后金属部件在磁场中运动，推动传动机构动作，线圈断电后活动部件通过传动机构的复原力恢复原位，此种结构需要对驱动线圈持续供电才可维持动作状态，耗电大。大功率微波开关由于导通微波信号功率高，对应导通部件动作行程大，并且在宇航环境下有节电要求，因此需要一种可以用脉冲电信号驱动的大行程驱动结构，以适应宇航应用条件下的节电要求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种既可以提供大驱动行程又可以减少电磁控制所需电能的螺线管控制微波开关驱动系统，适用于宇航环境。

本发明的技术解决方案是：一种磁保持型螺线管控制微波开关驱动系统，包括轭铁组、铁芯组、上线圈组、磁钢阵列组、下线圈组，其中磁钢阵列组包括磁钢固定架、磁钢阵列，铁芯组包括铁芯、传动轴，上线圈组包括上线圈架及缠绕在上线圈架上的上线圈，下线圈组包括下线圈架及缠绕在下线圈架上的下线圈，上线圈和下线圈轮流通电且通电后电流环绕方向相反；磁钢阵列包括沿圆周布置的多个块状磁钢，所有块状磁钢的同极端均指向圆周中心，块状磁钢嵌于环形的磁钢固定架内部；铁芯组中传动轴穿过铁芯的轴心并相对固定；铁芯组依次穿过上线圈组、磁钢固定架和下线圈组的轴心并使得铁芯位于块状磁钢形成的磁场范围内；轭铁组将除传动轴的两个引出端以外的铁芯组、上线圈组、磁钢阵列组、下线圈组覆盖起来形成一个密闭结构。

所述的轭铁组包括上轭铁、下轭铁、左轭铁、右轭铁，上轭铁贴于上线圈架上表面，下轭铁贴在下线圈架的下表面，上轭铁和下轭铁上均留有传动轴引出孔，左轭铁和右轭铁对称环绕在上轭铁和下轭铁之间的空间并和上轭铁、下轭铁一起形成一个密闭结构。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明由于采用了螺线管驱动结构，驱动行程大，可满足微波开关对大行程的使用要求；

(2)本发明采用脉冲驱动的控制方式(磁保持)，在线圈不通电的情况下由于磁钢阵列的作用铁芯组可以维持在两种状态；线圈通电状态下，线圈产生磁场与磁钢阵列产生磁场相互叠加使铁芯组动作，线圈通脉冲信号即可实现状态转换，可以适应宇航应用条件下节电的要求；

(3)本发明采用的结构中磁钢阵列与铁芯组和轭铁组形成的磁路中磁钢与轭铁和铁芯之间的间隙小即磁路漏磁小，效率高；

(4)本发明采用的结构紧凑，体积小，易于实现模块化，在批产中可极大的提高生产效率。

附图说明

图1为本发明驱动系统的外形图；

图2为本发明驱动系统的结构爆炸图；

图3为本发明驱动系统的轭铁组结构图；

图4为本发明驱动系统的铁芯组与磁钢阵列的结构关系图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，本发明驱动系统主要包括轭铁组1、铁芯组2、上线圈组3、磁钢阵列组4、下线圈组5，共同形成磁通路。其中轭铁组1包括上轭铁6、下轭铁7、左轭铁8、右轭铁9。磁钢阵列组4包括磁钢固定架10、磁钢阵列11。铁芯组2包括铁芯12、传动轴13。上线圈组3包括上线圈架15及缠绕在上线圈架15上的上线圈14。下线圈组5包括下线圈架17及缠绕在下线圈架17上的下线圈16，两个线圈各引出两个引出端，上线圈14和下线圈16通电后电流环绕方向相反。

磁钢阵列组4由块状磁钢组成，块状磁钢均布在圆周上并同极向心，嵌于磁钢固定架10内部。轭铁组1覆盖在整个驱动系统的外部，其中，上轭铁6贴于上线圈架15的上表面，下轭铁7贴在下线圈架17的下表面、左轭铁8和右轭铁9环绕于上轭铁6、下轭铁7的侧面。上轭铁6、下轭铁7共同约束铁芯组2的动作范围。

铁芯组2中，传动轴13穿过铁芯12的轴心并相对铁芯12固定，铁芯组2位于驱动系统的轴心，传动轴13的上端穿过上轭铁6的轴心孔，传动轴13的下端穿过下轭铁7的轴心孔。可通过传动轴与其他联动机构相连，为微波开关提供驱动力。

铁芯组2在线圈不通电时处于两个稳态位置之一，位置“1”为铁芯13上表面与上轭铁6的下表面贴合，位置“2”为铁芯13下表面与下轭铁7的上表面贴合。当上线圈14通电时，铁芯13可由位置“1”向下运动至位置“2”；当下线圈16通电时，铁芯13可由位置“2”向上运动至位置“1”。

本发明驱动系统的工作过程如下：当上线圈组3的上线圈14受到激励时，上线圈14产生的磁场与磁钢阵列11产生的磁场叠加推动铁芯13向下运动，带动传动轴12为微波开关提供向下的驱动力；当上线圈14的激励消除时，铁芯13受到磁钢阵列11和轭铁组1组成的静态磁路产生的保持力，稳定在下端位置；当下线圈组5中的下线圈16受到激励时，下线圈16产生的磁场与磁钢阵列11产生的磁场叠加推动铁芯13向上运动，带动传动轴12为微波开关提供向上的驱动力。当下线圈16激励消除时，铁芯13受到磁钢阵列11和轭铁组1组成的静态磁路产生的保持力，稳定在上端位置。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (1)

1.一种磁保持型螺线管控制微波开关驱动系统，其特征在于包括：轭铁组(1)、铁芯组(2)、上线圈组(3)、磁钢阵列组(4)、下线圈组(5)，其中磁钢阵列组(4)包括磁钢固定架(10)、磁钢阵列(11)，铁芯组(2)包括铁芯(12)、传动轴(13)，上线圈组(3)包括上线圈架(15)及缠绕在上线圈架(15)上的上线圈(14)，下线圈组(5)包括下线圈架(17)及缠绕在下线圈架(17)上的下线圈(16)，上线圈(14)和下线圈(16)轮流通电且通电后电流环绕方向相反；磁钢阵列(11)包括沿圆周布置的多个块状磁钢，所有块状磁钢的同极端均指向圆周中心，块状磁钢嵌于环形的磁钢固定架(10)内部；铁芯组中传动轴(13)穿过铁芯(12)的轴心并相对固定；铁芯组(2)依次穿过上线圈组(3)、磁钢固定架(10)和下线圈组(5)的轴心并使得铁芯(12)位于块状磁钢形成的磁场范围内；轭铁组(1)将除传动轴(13)的两个引出端以外的铁芯组(2)、上线圈组(3)、磁钢阵列组(4)、下线圈组(5)覆盖起来形成一个密闭结构；所述的轭铁组(1)包括上轭铁(6)、下轭铁(7)、左轭铁(8)、右轭铁(9)，上轭铁(6)贴于上线圈架(15)上表面，下轭铁(7)贴在下线圈架(17)的下表面，上轭铁(6)和下轭铁(7)上均留有传动轴(13)引出孔，左轭铁(8)和右轭铁(9)对称环绕在上轭铁(6)和下轭铁(7)之间的空间并和上轭铁(6)、下轭铁(7)一起形成一个密闭结构。