CN103812243A - 电磁驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁驱动器，包括定子和转子，转子包括转子磁芯，所述转子磁芯包括若干转子凸极，定子包括定子磁芯和绕组，定子磁芯包括若干定子凸极，定子凸极与转子凸极相对且相互之间形成轴向气隙以便转子可相对定子旋转，定子凸极包括径向内端部和径向外端部，径向内端部与径向外端部之间形成第一台阶，转子凸极包括径向内端部和径向外端部，径向内端部与径向外端部之间形成第二台阶，第一台阶与第二台阶相对且相互之间形成径向气隙。本发明中，第一台阶与第二台阶的设置可增加产生磁阻转矩的作用面积，从而提高电磁转矩和响应速度；转子凸极的厚度较大的径向内端部与定子凸极的厚度较大的径向外端部在轴向上部分重叠，从而减少电磁铁的轴向尺寸。

Description

电磁驱动器
技术领域
本发明涉及一种电磁驱动器，尤其涉及一种结构紧凑、响应速度快的旋转电磁驱动器。
背景技术
图6所示为申请人现有的一款电磁驱动器。所述电磁铁1包括定子2和可相对定子旋转的转子3。所述转子3包括由非磁材料制成的转轴4和固定于转轴4上的由导磁材料制成的转子磁芯5，所述转子磁芯5包括若干厚度均匀的转子凸极6。所述定子2包括由导磁材料制成的沿转子轴向间隔设置的上下两定子磁芯7和绕设于定子磁芯外侧的绕组8，所述上、下定子磁芯7各设若干相对的定子凸极9。所述转子凸极6位于上、下定子凸极9之间且相互之间形成轴向气隙以便转子可相对定子旋转。
上述的电磁驱动器通常用于各种短行程、快速旋转执行机构，如高速分检设备的分流通道门驱动机构。
本发明旨在提供一种新型的结构紧凑、响应速度快的电磁驱动器。
发明内容
本发明提供一种电磁驱动器，包括定子和可相对定子旋转的转子，所述转子包括由导磁材料制成的转子磁芯，所述转子磁芯包括若干转子凸极，所述定子包括由导磁材料制成的定子磁芯和绕设于定子磁芯外侧的绕组，所述定子磁芯包括若干定子凸极，所述定子凸极与转子凸极相对且相互之间形成轴向气隙以便转子可相对定子旋转，所述定子凸极包括径向内端部和径向外端部，径向内端部与径向外端部之间形成第一台阶，所述转子凸极包括径向内端部和径向外端部，径向内端部与径向外端部之间形成第二台阶，所述第一台阶与第二台阶相对且相互之间形成径向气隙以便转子可相对定子旋转。
优选地，所述转子凸极的径向内端部的轴向厚度大于径向外端部的轴向厚度。
优选地，所述定子磁芯包括沿轴向间隔设置的上部和下部，所述上部和下部各设与转子凸极数相等的定子凸极，所述转子凸极的径向外端部的轴向厚度小于上、下相对的定子凸极的径向外端部之间的轴向间隙的厚度。
优选地，所述绕组绕设于定子凸极外侧，转子的轴向中心线与绕组的轴向中心一致。
本发明所举实施例具有以下有益效果：本发明中，转子凸极和定子凸极设径向相对的台阶，可增加产生磁阻转矩的作用面积，从而提高电磁转矩和响应速度；转子凸极的径向外端部的厚度小于径向内端部的厚度，以使得转子凸极的厚度较大的径向内端部可与定子凸极的厚度较大的径向外端部在轴向上有部分重叠，从而减少电磁铁的轴向尺寸。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
附图中：
图1是本发明一实施例的电磁驱动器的立体示意图。
图2是图1的电磁驱动器的横截面的示意图。
图3所示为图1的电磁驱动器的定子磁芯的立体示意图。
图4所示为图1的电磁驱动器的转子的立体示意图。
图5所示为图1的电磁驱动器去除外壳、绕组、线架后的立体示意图。
图6所示为申请人现有的一款电磁驱动器。
具体实施方式
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为便于清晰描述，而并不限定比例关系。
请参阅图1至图4，依本发明一实施例的电磁驱动器10包括定子30和可相对定子30旋转的转子50。
所述定子30包括由导磁材料如钢制成的定子磁芯32和绕设于定子磁芯32上的环形绕组40。所述定子磁芯32包括基板34和若干从基板34沿轴向突出的定子凸极36，所述定子凸极36包括径向内端部362和径向外端部364，径向内端部362与径向外端部364之间形成第一台阶366。
所述转子50包括由非导磁材料制成的转轴52和由导磁材料如钢制成的转子磁芯54。所述转子磁芯54固定于转轴52上，包括若干转子凸极56，所述转子凸极56包括径向内端部562和径向外端部564，所述转子凸极的径向内端部562的轴向厚度大于径向外端部564的轴向厚度，从而在径向内端部562与径向外端部564之间形成第二台阶566。
在本实施例中，所述定子磁芯32包括沿轴向间隔设置的上定子磁芯和下定子磁芯，所述上、下定子磁芯各设与转子凸极56数相等的定子凸极36，凸极36、56的周向宽度基本相等，上、下定子凸极36的周向中心沿转子轴向相对即上、下定子凸极36的周向中心沿转子轴向没有错位。转子磁芯54位于上、下定子磁芯32之间并与之相对，所述转子凸极56的径向外端部564的轴向厚度小于相对的两上、下定子凸极36的径向外端部364之间的轴向间隙的厚度，转子凸极56的径向内端部562的轴向厚度小于两上、下定子凸极36的径向内端部364之间的轴向间隙的厚度，从而在所述定子凸极34与转子凸极56之间形成轴向气隙，所述第一台阶366与第二台阶566相对且相互之间形成径向气隙以便转子可相对定子旋转。在本实施例中，上、下定子凸极36数及转子凸极56数各为3个且沿周向均匀间隔设置。
所述绕组40绕设于定子凸极外侧，绕组的轴向中心与转子的轴向中心一致。具体地，一绝缘筒形线架42套置于定子磁芯32外侧，绕组40绕设于线架42上。
所述电磁驱动器10还包括一由导磁材料制成的空心圆筒形外壳70和设置于外壳70一端的由导磁材料制成的端盖72。所述定子磁芯32、绕组40及转子磁芯54皆固定收容于外壳内70，转子转轴52的一端穿过端盖72后伸出至外壳70外部，以便与外部机构如旋转阀门连接从而将运动输出。优选地，所述端盖72设通孔，螺钉76从通孔穿出，以便将所述电磁驱动器10安装至外部机构。所述外壳70设通孔78以供绕组40的线端42伸出与外界电源连接。
所述电磁驱动器还包括一扭力弹簧80，弹簧80一端相对转子固定，另一端相对定子固定，用于断电时转子50复位。具体地，弹簧80呈蚊香形状，里端古定至转轴52，外端固定至端盖72。
请参阅图5，所述电磁驱动器还包括一限位结构90，所述限位结构90设置于上、下定子磁芯32之间。具体地，所述限位结构90为弧形，设置于两相对的上、下定子凸极36的径向外端部364之间的轴向间隙内，用于限制转子50的运动。所述限位结构90设置于两相对的上、下定子凸极36的径向外端部364之间的轴向空隙内并与之接触，从而还具有轴向定位上、下定子磁芯32的作用。
初始状态时（绕组40未通电），转子凸极56与径向相邻两定子凸极36间的径向间隙相对并偏向其中一定子凸极36；绕组40通电后产生磁场，定子磁芯32被磁化，定子凸极36对转子凸极56产生吸力从而使得转子50旋转直到其中一转子凸极56运动与定位机构90接触；绕组40断电后，磁力消失，转子在扭力弹簧90的作用下复位。
本发明中，转子凸极和定子凸极设径向相对的台阶，可增加产生磁阻转矩的作用面积，从而提高电磁转矩和响应速度；转子凸极的径向外端部的厚度小于径向内端部的厚度，以使得转子凸极的厚度较大的径向内端部可与定子凸极的厚度较大的径向外端部在轴向上有部分重叠，从而可减少电磁铁的轴向尺寸。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电磁驱动器，包括定子和转子，所述转子包括由导磁材料制成的转子磁芯，所述转子磁芯包括若干转子凸极，所述定子包括由导磁材料制成的定子磁芯和绕设于定子磁芯上的绕组，所述定子磁芯包括若干定子凸极，所述定子凸极与转子凸极相对且相互之间形成轴向气隙以便转子可相对定子旋转，其特征在于：所述转子凸极包括径向内端部和径向外端部，径向内端部与径向外端部之间形成第一台阶，所述定子凸极包括径向内端部和径向外端部，径向内端部与径向外端部之间形成第二台阶，所述第一台阶与第二台阶相对且相互之间形成径向气隙以便转子可相对定子旋转。
2.如权利要求1所述的电磁驱动器，其特征在于：所述转子凸极的径向内端部的轴向厚度大于径向外端部的轴向厚度。
3.如权利要求1或2所述的电磁驱动器，其特征在于：所述转子凸极的径向内端部与定子凸极的径向外端部沿转子轴向部分重叠。
4.如权利要求2所述的电磁驱动器，其特征在于：所述定子磁芯包括沿轴向间隔设置的上定子磁芯和下定子磁芯，所述上、下定子磁芯各设与转子凸极数相等的定子凸极，所述转子凸极的径向外端部的轴向厚度小于所述上、下定子磁芯两相对的定子凸极的径向外端部之间的轴向间隙的厚度。
5.如权利要求3所述的电磁驱动器，其特征在于：所述绕组绕设于定子凸极外侧，绕组的轴向中心与转子轴向中心一致。
6.如权利要求1、2、4或5所述的电磁驱动器，其特征在于：所述电磁驱动器还包括一扭力弹簧，弹簧一端相对转子固定，另一端相对定子固定。
7.如权利要求4所述的电磁驱动器，其特征在于：所述上、下定子磁芯相对的两定子凸极的周向中心沿转子轴向相对。
8.如权利要求4所述的电磁驱动器，其特征在于：所述电磁驱动器还包括一限位结构，所述限位结构设置于两相对的上、下定子凸极的径向外端部之间的轴向间隙内，用于限制转子的运动。
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