CN109545499A - 双稳态电磁铁 - Google Patents

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    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
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Abstract

本发明涉及双稳态电磁铁，其特征在于，包括块状永磁体、线圈包、可逆磁体、导磁体、壳体，壳体上半部分内腔设有可逆磁体，可逆磁体周侧包覆有线圈包，可逆磁体上下表面为不同磁极，可逆磁体的磁轴与可逆磁体的几何中心轴线重合,可逆磁体上表面与壳体相贴合，壳体下半部分内腔设有导磁体，可逆磁体的下表面与导磁体相贴合，导磁体与壳体的下半部分内腔内壁之间设有若干独立块状永磁体，若干独立块状永磁体沿导磁体圆周均匀布置，相邻块状永磁体的极性排列保持一致，磁轴指向导磁体圆周中心。本发明具有二种稳定状态，灵活可控瞬间完成无需持续供电，因此不会引起双稳态电磁铁持续发热，可见双稳态电磁铁是一种节能可靠的电‑磁转换器件。

Description

双稳态电磁铁
技术领域
本发明涉及电磁铁技术领域，具体的说是一种双稳态电磁铁。
背景技术
电磁铁在工业控制中是一种重要的执行器件，电磁铁是一种电磁转换装置，在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性，以使铁芯更加容易磁化，电磁铁往往采用消磁较快的的软铁或硅钢材料来制做，这样的电磁铁在通电时有磁性，断电后磁就随之消失，即通电生磁，断电无磁；另外还有一种失电型电磁铁，通电无磁，断电有磁；这二种电磁铁都有一种共同特点，就是只有一种稳定状态即单稳态，通电情况下表现出来的状态属于非稳定状态。
发明内容
本发明的目的在于对现有技术的基础上改进，提供新型结构的双稳态电磁铁，可实现：一旦通电触发瞬间完成并确立所选电磁铁的状态（有磁或无磁）而后无需持续供电，也就是说一旦操作确立电磁铁的状态（有磁或无磁）无需外界提供任何能量来维持这种状态，而这种状态不会被轻易打破，可无限期维持，除非你重新选择另一种状态操作确立。
为实现上述目的，设计一种双稳态电磁铁，其特征在于，包括：块状永磁体、线圈包、可逆磁体、导磁体、壳体，所述壳体的上半部分内腔设有可逆磁体，可逆磁体周侧包覆有线圈包，可逆磁体的磁轴与可逆磁体的几何中心轴线重合，可逆磁体上下表面为不同磁极，可逆磁体的上表面与壳体相贴合，所述壳体的下半部分内腔设有导磁体，可逆磁体的下表面与导磁体相贴合，导磁体与壳体的下半部分内腔内壁之间设有若干独立块状永磁体，若干独立块状永磁体沿导磁体圆周均匀布置，相邻块状永磁体的极性排列保持一致，即相邻块状永磁体靠近外壳的一侧为同极，靠近导磁体的一侧为另一极，且磁轴指向导磁体圆周中心。
所述壳体采用导磁材料制成。
所述通电触发过程是电流通过线圈对可逆磁正向或反向充磁的瞬间过程。可逆磁一旦完成充磁其磁场强度便在壳体内保存。
壳体与导磁体之间设有间隙，间隙内放置若干块状永磁体，块状永磁体分布及数量以磁场平衡为准。磁场平衡是指可逆磁体充磁后所形成的磁场强度与若干块状永磁体总和所形成的磁场强度，两者相当，从而达到磁场平衡。
本发明所设计的双稳态电磁铁，具有二种稳定状态，一种是有磁稳定状态，一种是无磁稳定状态，一旦选择某一状态通电触发确立，而后无需再持续供电，这种状态可无限期维持而不能被轻易打破，除非你选择另一种状态通电触发确立，才能使这种状态反转，即由无磁状态变更为有磁状态或反之，这个过程就是对前次可逆磁体的反向电流充磁，使可逆磁体磁极发生反转，两种状态的反转都是瞬间完成，无需持续供电，也因此不会引起双稳态电磁铁持续发热耗能，可见双稳态电磁铁是一种节能可靠控制灵活的电-磁转换器件。
附图说明
图1为本发明仰视图。
图2为本发明主视图。
图中标记说明：
1块状永磁体，2线圈包，3可逆磁体，4导磁体、5壳体。
具体实施方式
现结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步阐述，相信对本领域技术人员来说是清楚的。
一种双稳态电磁铁，其结构包括：块状永磁体1、线圈包2、可逆磁体3、导磁体4、壳体5，壳体5也是采用导磁材料制成的，
如图2所示，首先壳体5的上半部分内腔设有可逆磁体3，可逆磁体3周侧包覆有线圈包2，可逆磁体的磁轴与可逆磁体的几何中心轴线重合，可逆磁体3上下表面为不同磁极，可逆磁体3的上表面与壳体5相贴合，
如图1所示，所述壳体5的下半部分内腔设有导磁体4，可逆磁体3的下表面与导磁体4相贴合，壳体5与导磁体4之间设有间隙，间隙内放置若干块状永磁体1，若干独立块状永磁体1沿导磁体4圆周均匀布置，相邻块状永磁体1的极性排列保持一致，磁轴指向导磁体4圆周中心，即靠近外壳的一侧为同极，靠近导磁体的一侧为另一极，块状永磁体分布及数量以磁场平衡为准。
永磁体和可逆磁体大小存在一定比例关系，受永磁体磁场强度和可逆磁充磁强度影响，当可逆磁体体积和磁场强度一定时，就决定了永磁体的大小和分布，理论上是可行但实际上是需要无数次的形状和体积的凑合才能达到有磁状态和无磁状态的平衡，否则会在无磁状态下出现有剩磁现象，本发明用块状永磁体分布数量的增减来解决有磁状态和无磁状态的平衡问题，使生产本发明的工艺变得简单高效。
实施例一
选择有磁状态操作：通电触发瞬间确立完成，其过程是：
相邻块状永磁体1的极性排列保持一致，磁轴指向导磁体4圆周中心，即靠近外壳5的一侧为N极，靠近导磁体4的一侧为S极,通电触发电流通过线圈2对可逆磁体3充磁并获得磁场，可逆磁体3上表面为N极，下表面为S极，可逆磁体3上表面贴合壳体，传导壳体5为N极，可逆磁体3下表面贴合导磁体4，传导导磁体4为S极,此时可逆磁体所形成的磁场与块状永磁体所形成的磁场二者叠加，产生强劲磁力，构成有磁稳定状态，对导磁材料产生吸引力。
实施例二
选择无磁状态操作：通电触发瞬间确立完成，其过程是：
相邻块状永磁体1的极性排列保持一致，磁轴指向导磁体4圆周中心，即靠近外壳的一侧为N极，靠近导磁体4的一侧为S极,通电触发以反向电流通过线圈2对可逆磁体3充磁并获得反向磁场，可逆磁体3上表面变为S极，下表面变为N极，可逆磁体3上表面贴合壳体5，传导壳体5为S极，可逆磁体3下表面贴合导磁体4，传导导磁体4为N极,此时可逆磁体所形成的磁场与块状永磁体所形成的磁场二者所形成的磁场相互吸引形成自身闭合，构成无磁稳定状态，对导磁材料不产生吸引力。

Claims (3)

1.一种双稳态电磁铁，其特征在于，包括：块状永磁体（1）、线圈包（2）、可逆磁体（3）、导磁体（4）、壳体（5），所述壳体（5）的上半部分内腔设有可逆磁体（3），可逆磁体（3）周侧包覆有线圈包（2），可逆磁体的磁轴与可逆磁体的几何中心轴线重合，可逆磁体（3）上下表面为不同磁极，可逆磁体（3）的上表面与壳体（5）相贴合，所述壳体（5）的下半部分内腔设有导磁体（4），可逆磁体（3）的下表面与导磁体（4）相贴合，导磁体（4）与壳体（5）的下半部分内腔内壁之间设有若干独立的块状永磁体（1），若干独立块状永磁体（1）沿导磁体（4）圆周均匀布置，相邻块状永磁体的极性排列保持一致，相邻块状永磁体靠近外壳的一侧为同极，靠近导磁体的一侧为另一极，且磁轴指向导磁体（4）圆周中心。
2.如权利要求1所述的一种双稳态电磁铁，其特征在于，所述壳体采用导磁材料制成。
3.如权利要求1所述的一种双稳态电磁铁，其特征在于，壳体（5）与导磁体（4）之间设有间隙，间隙内放置若干块状永磁体（1），块状永磁体分布及数量以磁场平衡为准。
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