CN203339928U - 一种高频电-机械转换器 - Google Patents

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张弓
王映品
陈贤帅
王昆
周雪峰
杜如虚
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Abstract

本实用新型公开了一种高频电-机械转换器，包括左端盖、右端盖及设置于左端盖和右端盖上方的接线插座，右端盖内设有衔铁及环绕衔铁的若干瓦型永磁体，衔铁与瓦型永磁体间安装有载流线圈，载流线圈的左侧设有推力线圈骨架，推力线圈骨架的中心设有一端伸出左端盖的输出轴。此装置在输入电压信号加载到载流线圈后，载流线圈在恒定磁场中受到电磁力作用，从而带动推力线圈骨架及输出轴产生位移，使得此高频电-机械转换器实现高频响应特性及高负载能力，此实用新型用于电机领域。

Description

一种高频电-机械转换器
技术领域
本实用新型涉及电机领域，特别是涉及一种将外界输入的电信号转换成机械能量的装置。
背景技术
目前，在电液比例控制技术领域，为了利用微弱电信号控制大功率液压执行器，需采用电-机械转换器(微小型直线电机)对电信号进行转换，并利用转换获得的机械能(力、力矩或位移)直接驱动液压控制阀(电液比例阀或电液伺服阀等)，以控制大功率液压执行器。
因此，电-机械转换器的动静态特性直接影响着液压执行器的关键特性。现有的电-机械转换器虽然结构紧凑、但是由于其运动部件惯性大，导致电信号的连续控制特性不够好、线性度差、精度低、单向输出、响应慢，灵敏度低，只能作为开关式系统的控制或执行元件，多用于低频和低精度控制场合。开发具有高频响和大负载能力的电-机械转换器始终是流体传动与控制领域的研究重点和前沿方向。
实用新型内容
    为解决上述问题，本实用新型提供一种具有高频响和大负载能力的高频电-机械转换器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高频电-机械转换器，包括左端盖、右端盖及设置于左端盖和右端盖上方的接线插座，右端盖内设有衔铁及环绕衔铁的若干瓦型永磁体，衔铁与瓦型永磁体间安装有载流线圈，载流线圈的左侧设有推力线圈骨架，推力线圈骨架的中心设有一端伸出左端盖的输出轴。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，环绕衔铁设有六片固定安装在右端盖内腔的瓦型永磁体。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，六片瓦型永磁铁的磁化阵列形成海尔贝克阵列。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，推力线圈骨架上设有若干圆孔，左端盖上设有一伸入圆孔内的导向销。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，推力线圈骨架上位于φ20mm的圆周上设有八个φ4mm的圆孔，位于φ30mm的圆周上设有十五个φ3.5mm的圆孔。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，右端盖内设有支撑各瓦型永磁体的支撑环。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，推力线圈骨架上设有一端嵌入输出轴表面的定位销。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，穿过右端盖的外侧设有固定衔铁的衔铁固定螺钉。
进一步作为本实用新型技术方案的改进，左端盖与右端盖间设有端盖紧固螺钉。
本实用新型的有益效果：此高频电-机械转换器在经过放大器处理后的输入电压信号加载到载流线圈后，载流线圈在瓦型永磁体提供的恒定磁场中受到电磁力作用，从而带动推力线圈骨架及输出轴产生位移，使得此高频电-机械转换器实现高频响应特性及高负载能力。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型实施例竖向剖视图；
图2是本实用新型实施例横向剖视图；
图3是本实用新型实施例中瓦型永磁体局部剖视图；
图4是本实用新型实施例整体装置立体示意图；
图5是本实用新型实施例单个瓦型永磁体的磁化方向图。
具体实施方式
参照图1～图5，本实用新型为一种高频电-机械转换器，包括左端盖7、右端盖2及设置于左端盖7和右端盖2上方的接线插座1，右端盖2内设有衔铁11及环绕衔铁11的若干瓦型永磁体3，衔铁11与瓦型永磁体3间安装有载流线圈4，载流线圈4的左侧设有推力线圈骨架6，推力线圈骨架6的中心设有一端伸出左端盖7的输出轴9。
此高频电-机械转换器在经过放大器处理后的输入电压信号加载到载流线圈4后，载流线圈4在若干瓦型永磁体3提供的恒定磁场中受到电磁力作用，从而带动推力线圈骨架6及输出轴9产生位移，使得此高频电-机械转换器实现高频响应特性及高负载能力。
作为本实用新型优选的实施方式，环绕衔铁11设有六片固定安装在右端盖2内腔的瓦型永磁体3。
作为本实用新型优选的实施方式，六片瓦型永磁铁3的磁化阵列形成海尔贝克阵列。
单个瓦型永磁体3采用沿外磁场的磁力线方向，六片瓦型永磁体3阵列采用海尔贝克阵列结构，可提高载流线圈4工作区域的磁感应强度，提高电磁力以改善动态性能，而且将载流线圈4平均分割为多段，并联使用，既可循环工作，又可重叠工作，可平衡气流阻力，减小输出轴动作惯性，提高载流线圈工作区域的磁感应强度，以增强输出电磁力，实现电-机械转换器的高频响应特性及高负载能力。
作为本实用新型优选的实施方式，推力线圈骨架6上设有若干圆孔，左端盖7上设有一伸入圆孔内的导向销10。
作为本实用新型优选的实施方式，推力线圈骨架6上位于φ20mm的圆周上设有八个φ4mm的圆孔，位于φ30mm的圆周上设有十五个φ3.5mm的圆孔。
在推力线圈骨架6上加工若干个圆孔，可有效减小惯性，平衡气流阻力、提高动态性能。
作为本实用新型优选的实施方式，右端盖2内设有支撑各瓦型永磁体3的支撑环5。
作为本实用新型优选的实施方式，推力线圈骨架6上设有一端嵌入输出轴9表面的定位销8。
作为本实用新型优选的实施方式，穿过右端盖2的外侧设有固定衔铁11的衔铁固定螺钉12。
作为本实用新型优选的实施方式，左端盖7与右端盖2间设有端盖紧固螺钉13。
此电-机械转换器利用D触发器输出循环工作的信号来控制线圈的运行，电流大小采用PWM脉宽调制方式进行控制。稳态正常工作时，所需电磁力较小，仅由各分割线圈循环工作即可，瞬态响应时，为提高响应速度，此时各分割线圈可重叠工作，电流较大，以产生较大的瞬时电磁力，提高响应速度。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种高频电-机械转换器，其特征在于：包括左端盖（7）、右端盖（2）及设置于所述左端盖（7）和右端盖（2）上方的接线插座（1），所述右端盖（2）内设有衔铁（11）及环绕所述衔铁（11）的若干瓦型永磁体（3），所述衔铁（11）与瓦型永磁体（3）间安装有载流线圈（4），所述载流线圈（4）的左侧设有推力线圈骨架（6），所述推力线圈骨架（6）的中心设有一端伸出左端盖（7）的输出轴（9）。
2.根据权利要求1所述的高频电-机械转换器，其特征在于：环绕所述衔铁（11）设有六片固定安装在右端盖（2）内腔的瓦型永磁体（3）。
3.根据权利要求2所述的高频电-机械转换器，其特征在于：六片所述瓦型永磁铁（3）的磁化阵列形成海尔贝克阵列。
4.根据权利要求1所述的高频电-机械转换器，其特征在于：所述推力线圈骨架（6）上设有若干圆孔，所述左端盖（7）上设有一伸入圆孔内的导向销（10）。
5.根据权利要求4所述的高频电-机械转换器，其特征在于：所述推力线圈骨架（6）上位于φ20mm的圆周上设有八个φ4mm的圆孔，位于φ30mm的圆周上设有十五个φ3.5mm的圆孔。
6.根据权利要求1或2所述的高频电-机械转换器，其特征在于：所述右端盖（2）内设有支撑各瓦型永磁体（3）的支撑环（5）。
7.根据权利要求1所述的高频电-机械转换器，其特征在于：所述推力线圈骨架（6）上设有一端嵌入输出轴（9）表面的定位销（8）。
8.根据权利要求1所述的高频电-机械转换器，其特征在于：穿过所述右端盖（2）的外侧设有固定衔铁（11）的衔铁固定螺钉（12）。
9.根据权利要求1所述的高频电-机械转换器，其特征在于：所述左端盖（7）与右端盖（2）间设有端盖紧固螺钉（13）。
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CN104779771A (zh) * 2015-04-28 2015-07-15 广州中国科学院先进技术研究所 一种高响应直线电机及控制方法

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