CN105162305A - 一种长行程直线电机 - Google Patents

Abstract

本发明属于机电领域，一种长行程直线电机，设有连接板(1)，在其上面设有磁隔离垫(2)，隔离垫上面安装由：下极靴(3)、外壳(4)、主动力线圈(5)、衔铁(6)、吸拉维持线圈(7)、上极靴(8)、导向杆(10)、动力轴(13)，组成的直线电机，上、下极靴(8)、(3)根据行程要求设为不等的深凹型体，衔铁(6)设为两头圆锥型，工作时与上、下极靴(8)、(3)吻合，吸拉维持线圈(7)，是在一个线圈骨架上，绕吸拉和维持线圈；电器控制柜(12)由单片机根据工作状态，给主动力线圈(5)、吸拉维持线圈(7)供可调的宽、窄脉冲电流，实现动力输出轴(13)的输出功率大小及工作频率的快慢；本发明解决了需长行程的直线电机，达到了节能、节材、使用寿命长。

Description

一种长行程直线电机

技术领域

本发明属于机电领域，涉及到直线电机行程的问题，具体地说发明的一种长行程直线电机。

背景技术

目前在做往复运动的设备中，例如：冲床、剪板机、空气压缩机等，其动力源是以旋转动力，如旋转电动机、燃油机械的旋转形式，经曲轴、连杆改变为直线往复运动，来实现往复运动做功。这样的传统方式，其结构复杂，机械加工精度要求高，用料多，故障率高，浪费大量电能等。近些年，也有发明直线电机及电磁冲床等，其行程短，不能完成长行程作业，也解决不了大功率输出；也有使用液压装置，及气动装置来实现长行程作业，但是由于液压和气动方式很难实现每分钟60-120次的往复运动。为此发明一种长行程、往复频率快、功率大的直线电机很有必要。

发明内容

本发明解决其技术方案是：一种长行程直线电机，设有连接板(1)，在连接板(1)的上面设有磁隔离垫(2)，在磁隔离垫(2)上面安装直线电机，直线电机是由：下极靴(3)、外壳(4)、主动力线圈(5)、衔铁(6)、吸拉维持线圈(7)、上极靴(8)、导向杆(10)、动力轴(13)组成，下极靴(3)、上极靴(8)根据行程要求设为不等的深凹型体；衔铁(6)根据极靴体的深度设为圆锥型，工作时衔铁(6)的两头圆锥型与上、下极靴(8)、（3）吻合，留有一定气隙。

下极靴(3)、上极靴(8)设为深凹型体，上、下极靴的深凹型体部位分别装入各自的线圈内。

吸拉维持线圈(7)，是在一个线圈骨架上，绕有两组线圈，即吸拉线圈和维持线圈。

电器控制柜(12)用来控制直线电机的工作状态，电器控制柜(12)是由单片机调节控制指挥，给主动力线圈(5)供宽窄可调的脉冲电流；给吸拉维持线圈(7)供时间可调的直流电，实现对动力输出轴(13)的输出功率和工作频率的调节控制。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图，衔铁(6)的位置在下端，它的圆锥体下部位整好吻合在下极靴(3)的凹体内，两吻合面留有气隙，现在是静止或是断电状态。

附图2是本发明的通电状态示意图。

附图3是磁场力的特性曲线，在直角坐标y轴F为力的大小，x轴为磁场N极与S极的距离也称为气隙L。

下面结合附图1、2、3通过实施例，对本发明进行具体描述。

直线电机为了达到长行程之目的，必须解决磁场中N极与S极的气隙间距，从图3可以清楚看出，x轴当气隙过长时，那y轴的力等于零，反之当x轴的气隙小到与y轴重合，此时磁场力的特性曲线与y轴重合点是最大的磁场力，也就达到饱和。

为了解决长行程必须解决气隙的问题，从附图1可清楚看出，衔铁(6)的上端与上极靴(8)的上端，这段L距离很长，也就是本发明的长行程，这么长的气隙不可能将衔铁(6)吸拉上去，因为空间或称为空气的磁导率近似于1，而铁磁质的磁导率很大(数量级在100-1000000以上)，为此设计有深凹型极靴和与之相配合的圆锥型衔铁，附图1的上极靴(8)的L8段、衔铁(6)的L2段是安装在吸拉维持线圈(7)的磁场中，用数学方式求得实际工作时的气隙长度为：L1＝L-L2-L8，这样就缩短了气隙，加上极靴与衔铁是铁磁质材料，磁导率很大，就足以将衔铁(6)轻松的吸拉上去。

附图2是在附图1的静止状态时，衔铁位于下端，由电器控制柜(12)给吸拉维持线圈(7)通电，线圈(7)产生强大磁场，经磁导率很高的铁磁材料的上极靴(8)把衔铁(6)吸拉上去，衔铁(6)的上部位圆锥体吻合在上极靴(8)的凹体内，此时电器控制柜(12)关断吸拉线圈的电，保留维持线圈很小的维持电流，足以使衔铁(6)停留在上端，等待下一个指令。

根据工作频率与输出的功率大小的指令，预设定在电器控制柜(12)内，由上述衔铁(6)停留在上端，等待下个指令时，由电器控制柜(12)关断吸拉维持线圈的维持电流，同时给主动力线圈(5)送电，深凹型下极靴(3)上部位L6段装在主动力线圈(5)内，产生强大磁力，此时衔铁(6)就以重力加速度和磁力加速向下冲击，将能量集中在动力输出轴(13)上完成一次作业；电器控制柜(12)关断主动力线圈(5)的电，同时又给吸拉维持线圈(7)送电……这样周而复始的完成作业。

附图中的图号在叙述过程中没有涉及到的图号说明：图号(9)是吸拉维持线圈(7)的引线，接入电器控制柜(12)；图号(11)是主动力线圈(5)的引线，接入电器控制柜(12)。

具体实施方式

附图1所示，一种长行程直线电机，设有连接板1，在连接板1的上面设有磁隔离垫2，在磁隔离垫2上面安装直线电机，直线电机是由：下极靴3、外壳4、主动力线圈5、衔铁6、吸拉维持线圈7、上极靴8、导向杆10、动力轴13组成，下极靴3、上极靴8根据行程要求设为不等的深凹型体；衔铁6根据极靴的深度设为圆锥型，工作时衔铁6的两头圆锥型与上、下极靴8、3吻合，留有一定气隙。

下极靴3、上极靴8设为深凹型体，上、下极靴的深凹型体部位分别装入各自的线圈内。

吸拉维持线圈7，是在一个线圈骨架上，绕有两组线圈，即吸拉线圈和维持线圈。

电器控制柜12用来控制直线电机的工作状态，电器控制柜12是由单片机调节控制指挥，给主动力线圈5供宽窄可调的脉冲电流；给吸拉维持线圈7供时间可调的直流电，实现对动力输出轴13的输出功率和工作频率的调节控制。

本发明的长行程直线电机，完全解决了要求行程长、频率高、功率大的目的，同时也体现了节能、节材、寿命长的效果。

Claims (4)

1.一种长行程直线电机，设有连接板(1)，在连接板(1)的上面设有磁隔离垫(2)，在磁隔离垫(2)上面安装直线电机，直线电机是由：下极靴(3)、外壳(4)、主动力线圈(5)、衔铁(6)、吸拉维持线圈(7)、上极靴(8)、导向杆(10)、动力轴(13)组成，其特征在于：下极靴(3)、上极靴(8)根据行程要求设为不等的深凹型体；衔铁(6)根据极靴的深度设为圆锥型，工作时衔铁(6)的两头圆锥型与上、下极靴(8)、(3)吻合，留有一定气隙。

2.根据权利要求1所述的一种长行程直线电机，所述的下极靴(3)、上极靴(8)设为深凹型体，其特征在于上、下极靴的深凹型体部位分别装入各自的线圈内。

3.根据权利要求1所述的一种长行程直线电机，其特征在于所述的吸拉维持线圈(7)，是在一个线圈骨架上，绕有两组线圈，即吸拉线圈和维持线圈。

4.根据权利要求1或3所述的一种长行程直线电机，是由电器控制柜(12)用来控制直线电机的工作状态，其特征在于控制柜(12)是由单片机调节控制指挥，给主动力线圈(5)供宽窄可调的脉冲电流；给吸拉维持线圈(7)供时间可调的直流电，实现对动力输出轴(13)的输出功率和工作频率的调节控制。