CN111564277A - 一种节能型双稳式永磁保持电磁铁 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能型双稳式永磁保持电磁铁,包括两个固定铁磁极和一个圆盘状的永磁铁;两个固定铁磁极用一个两端分别固定有盖板的圆筒同轴固定,盖板中心各有与圆筒同轴的导向孔;一根导向轴穿过永磁铁中心并与之固定,两个固定铁磁极置于永磁铁的两侧,导向轴可在两盖板导向孔间自由滑动并输出动力;两个固定铁磁极外绕有电磁线圈,向线圈通以脉冲电流,固定铁磁极将产生磁性和极性变化,永磁铁会从一个固定铁磁极运动到另一固定铁磁极上;电流换向后,永磁铁将向相反方向运动,吸到原来一个固定铁磁极上;断电后,永磁铁保持吸附位置不变。本发明结构简单,通电时间极短,断电后能保持吸力,极大地节约了电能和减少了发热。
Description
技术领域
本发明属于电磁铁技术领域,具体涉及一种节能型双稳式永磁保持电磁铁。
背景技术
电磁铁是工业生产和日常生活中常见的驱动元件。例如小型继电器、交流接触器、直流接触器、电磁阀、电磁锁等等,都用电磁铁作为驱动元件。电磁铁工作可靠,结构简单,但它也有自身的缺点:(1)耗能:一个接触器的驱动电磁铁,小的几瓦,大的几百瓦或更大,在一节火车车厢下,设有多个接触器;在工厂车间里,更是整排的接触器在工作,它们的耗能不可忽视。接触器、继电器、电磁阀动作到位以后,电磁铁还要继续通电,保持吸力,直到元件复位。一般电器上班时一直工作,电磁铁也就一直通电。(2)发热:在动车车厢下低压舱里有大量电器在工作,导致舱内温度很高,因此不得不提高电器的环境温度标准,迫使我们选择更好、更贵的绝缘材料和其他材料,价格提高,风险增大。有一些化工阀门不允许电磁铁高温工作,不得已增加了铜线用量。(3)损耗大:电磁铁动作依靠磁力,复位时断电,磁力消失,需要加装复位弹簧来保证动作机构可靠复位,电磁铁通电时要额外克服这一弹力,也增加了损耗。
发明内容
针对现有技术中的不足之处,本发明提供一种节能型双稳式永磁保持电磁铁。
为了达到上述目的,本发明技术方案如下:
一种节能型双稳式永磁保持电磁铁,包括两个固定铁磁极和永磁铁,两个固定铁磁极用一个圆筒同轴固定,圆筒两端固定有盖板,盖板的中心有导向孔与圆筒同轴;一根导向轴穿过永磁铁中心位置并与永磁铁固定;导向轴穿过圆筒两端盖板导向孔,可以自由滑动并输出动力;两个固定铁磁极置于永磁铁的两侧,其中心有孔,与永磁铁中心固定的导向轴从中穿过;两个固定铁磁极外分别绕有电磁线圈,向两个电磁线圈中通以脉冲电流,固定铁磁极将产生磁性和极性变化,从而使永磁铁从一个固定铁磁极运动到另一固定铁磁极上;断电后继续吸附在后一个固定铁磁极上;电流换向,则产生反向运动过程,并吸附在前一固定铁磁极上。
所述永磁铁为圆盘状。
所述导向轴采用无磁性导杆,导杆随永磁铁运动,并传递到需要动作的机构上。
有益效果:本发明采用永磁铁为动作元件,配有脉冲电磁线圈;瞬间通电,驱使永磁铁运动,从一个稳定位置运动到另一位置,改变脉冲电流方向,即可改变永磁铁运动方向;断电后,依靠永磁铁的吸力,保持动作后的位置不变。无论动作后保持时间多长,通电仅仅在一秒钟以内,极大地节约了电能,也减少了发热。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的永磁铁运动到另一个固定铁磁极后的状态示意图。
图中,1-永磁铁,2-固定铁磁极,3-导向轴,4-电磁线圈,5-圆筒,6-盖板。
具体实施方式
以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解,这些实施例仅用于说明本发明,其不以任何方式限制本发明的范围。
一种节能型双稳式永磁保持电磁铁,如图1所示,包括圆盘状的永磁铁1和两个固定铁磁极2a、2b,两个固定铁磁极2a、2b的用一个圆筒5同轴固定,圆筒5两端固定有盖板6,两个固定铁磁极2a、2b分别通过三个螺钉与两侧的盖板6固定,盖板中心导向孔与圆筒5同轴;一根导向轴3穿过永磁铁1中心位置并与永磁铁1固定;导向轴3穿过圆筒5两端盖板导向孔,能自由滑动并输出动力;两个固定铁磁极2a、2b置于永磁铁的两侧,导向轴3穿过其中心,且与两个固定铁磁极2a、2b皆不接触;两个固定铁磁极2a、2b外分别绕有电磁线圈4,向两个电磁线圈4a、4b中通以脉冲电流,固定铁磁极2a、2b将产生磁性和极性变化,从而使永磁铁从一个固定铁磁极运动到另一固定铁磁极上;断电后继续吸附在后一个固定铁磁极上;电流换向,则产生反向运动过程,并吸附在前一固定铁磁极上。因为是瞬时通电,所以线圈的圈数、电阻可以很小,导线直径可以很细,即使线圈电阻比同样吸力的常规电磁铁小数倍,也不会发热烧毁线圈。
导向轴3采用无磁性导杆,该导杆与永磁铁1固定连接,导杆随永磁铁运动,并传递动力到需要动作的机构上;导杆同时也是导向件,保证永磁铁只能沿两盖板中心孔轴线运动,不会触碰到其他零部件。
本发明的基本原理是:工作时,如图1所示,永磁铁吸住一个右侧的固定铁磁极2b,在该固定铁磁极2b外绕有电磁线圈4b。需要换向时,在两个线圈4a、4b中通以脉冲电流,令磁极产生极性变化:右侧的固定铁磁极2b呈S极,对永磁铁1的S极产生斥力,左侧的固定铁磁极2a呈S极,对永磁铁1的N极产生吸力,在这样推挽作用下,永磁铁1迅速转换位置,飞向左侧的固定铁磁极2a并牢牢吸住;电流断开后,永磁铁1仍吸在后一个固定铁磁极2a上不变;即使受到一定振动冲击也不会脱开,运动后的状态如图2所示。同理电流换向,产生与永磁铁1极性相反的磁场,使得永磁铁1因同性相斥而离开固定铁磁极2a;而相对的右侧固定铁磁极2b上产生相吸磁性则产生反向运动过程,并吸的固定铁磁极2b上,复位后的状态又如图1所示。此循环往复,与永磁铁1固定连接的导向轴3也往复直线运动,导向轴3传递动力到需要动作的机构上。
基于本发明研发一个脉冲驱动电路,使用同一个永磁保持电磁铁和同一驱动电路,可以实现交直流电源通用,高低电压通用的脉冲电磁铁,并与原来传统电磁铁直接通用。这样就可批量生产和运用通用脉冲驱动元件。
Claims (2)
1.一种节能型双稳式永磁保持电磁铁,其特征在于:包括两个固定铁磁极和一个圆盘状的永磁铁,两个固定铁磁极用一个两端固定有盖板的圆筒同轴固定,盖板中心有与圆筒同轴的导向孔;一根导向轴穿过永磁铁中心位置并与永磁铁固定;导向轴穿过圆筒两端盖板的导向孔,能自由滑动并输出动力;两个固定铁磁极置于永磁铁的两侧,铁磁极中心有孔,可容导向轴穿过;两个固定铁磁极外分别绕有电磁线圈,向两个电磁线圈中通以脉冲电流,固定铁磁极将产生磁性和极性变化,磁力将使永磁铁从一个固定铁磁极运动到另一固定铁磁极上;断电后,永磁铁继续吸附在后一个固定铁磁极上;电流换向,则产生反向运动过程,并吸附在前一固定铁磁极上。
2.如权利要求1所述的节能型双稳式永磁保持电磁铁,其特征在于,所述导向轴采用无磁性导杆,导杆随永磁铁运动,并传递动力到需要动作的机构上。
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