CN2299419Y - 直线磁势驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电致伸缩电动机,尤其是由铁芯、导磁铁轭、永磁体、传动件、定子线圈和动圈构成的直线磁势驱动器。通过控制输入定子线圈的电流大小和方向,可控制传动件的往复直线运动,即带动负载作往复直线运动,本驱动器具有效率高、自控力强、灵敏度高和失真小等特点,可用于精密控制、直线往复电机和扬声器等。

Description

直线磁势驱动器

本实用新型涉及一种电致仲缩电动机。尤其是由磁路、永磁体、定子线圈、动线圈和传动件构成的直线磁势驱动器。

现有的直线驱动器，一般为电动式直线驱动器，其结构如图1所示，由磁路、永磁体和动线圈构成，当动圈有电流通过时，动线圈所产生的磁场与永磁体的磁场相互作用，使动线圈产生运动，其结构及工艺简单，性能较差。当用于电动扬声器时，由于空气压力、传动系统和振膜材料的非线性，引起的失真与放大器的失真度相比显得很大，而且，因动卷为线圈，线径很小，电阻大，使大部分能量以热能的形式消耗掉，灵敏度低，效率不高。

本实用新型的目的是提供一种灵敏度高，失真小、自控能力强和高效率的直线驱动器。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案的为：在一日字型导磁铁芯的两侧中部，各镶上一由内、外导磁铁轭夹住永磁体组成的中磁路，使之形成一个田字形的磁路；在日字型导磁铁芯中间的柱形铁芯上，套入2个定子线圈、一动线圈和传动件；而动线圈和传动件可在柱形铁芯和内导磁铁轭的间隙，沿柱形铁芯轴线方向运动；当定子线圈通电时，动线圈产生运动，通过传动件对外做功。

采用以上技术方案后，在定子线圈、动线圈和磁路中建立了一种平衡磁势，可以克服空气和环境因素对动线圈运动产生的影响，有自控能力；又因动线圈为一匝短路环，电阻很小，能耗小，而大部分能量都转换成动线圈的动能，从而提高了灵敏度和效率。

下面结合示图，对本实用新型作进一步详细说明。

图2是本实用新型的电气原理图。

图3是本实用新型的实施方式的主视图。

图4是本实用新型的实施方式的俯视图。

图5是本实用新型静态时的磁通图。

图6是本实用新型正半周交流电通过定子线圈时的动作图。

图7是本实用新型负半周交流电通过定子线圈时的动作图。

图8是本实用新型传动件的立体图。

图9是本实用新型柱形导磁铁芯9的立体图。

如图2所示，为本实用新型的电器原理图，定子线圈2和6为串接，同名端相同，即电流方向和产生的磁场方向一样，动线圈为一匝闭环线圈，上定子线圈2的头端和下定子线圈6的尾端为输入端。

如图3所示，为本实用新型的主视图，由俯视图4中可知为半剖视图，从这两个视图中可知，本直线磁势驱动器由传动件1、上定子线圈2、匚形导磁铁芯3、永磁体4、外导磁铁轭5、下定子线圈6、动线圈7、内导磁铁轭8和柱形导磁铁芯9构成。其结构为：在对称的匚形导磁铁芯3之结合部，装上如图9所示的柱形导磁铁芯9，其上、下连接槽分别将对称导磁铁芯3的上下边挟牢固，形成一个日字形的磁路；又在匚形对称导磁铁芯3的腰部分别镶进：由外导磁铁轭5与内导磁铁轭8挟固的永磁体4而成中横磁路，从而与导磁铁芯3和9，构成一个特殊的变压器磁路，即一个田字形磁路。在柱形铁芯9上、中横磁路的上下面，分别套有上定子线圈2和下定子线圈6，在其中间还套有动线圈7，以及与动线圈7连结为一体向上引出的传动件1；传动件1如图8所示，为非金属园筒形，园筒边的对称掏空处，让过铁芯3的横上边，剩下的两支撑边带动下筒边上动线圈7，可沿着柱形铁芯9的轴线方向、在柱形铁芯9与内铁轭8之间的间隙运动，上筒边可与负载连接，对外做功。

如图5所示，为本实用新型未通电时的磁路，以柱形铁芯9的中心轴线为竖中心，内铁轭8、永磁体4和外铁轭5的中心线为横中心，与匚形铁芯的中心线形成一个田字形的磁通，此时由永磁体4产生的磁力线与磁路形成磁化系统，此系统为匀对称磁场，为在柱形铁芯9上产生直线运动磁场打下基础。由图5可知，田字形磁路的右上框和左上框的磁通是顺时针形成闭合回路的；而左上框和右下框的磁通是逆时针形成闭合回路的。整个磁通的磁真空点O处于田字的中心，而动线圈7中心平面与之平行。

本实用新型是这样工作的：

当交流信号的正半周电流通过定子线圈2和6时，如图6所示，定子线圈2和6产生的磁场与永磁体产生的磁场合成，使柱形铁芯9下部磁场增强，而且是直线的磁力线，磁真空点O向上移动，定子线圈中的电流越大，产生的磁场愈强，磁真空点O的向上位移愈大；根据楞次定律，动线圈7中也产生感生电流与磁场作用，向上运动，其中心平面运动致与磁真空点O同水平面。

当交流信号电流负半周通过定子线圈2和6时，如图7所示，定子线圈产生的磁场与正半周时的相反，结果使磁真空点O向下移动，也是输入的电流越大，产生的位移愈大，动圈7也随之运动致与磁真空点O处于同水平面。

这样，若有电流输入，则动线圈7运动，通过传动件1，传到外界，对外做功。因动圈仅为一匝短路环，可以做得截面大些，阻抗几乎为零，当负载有惯性运动，在动圈中产生感生电流则迅速被消耗掉，使惯性很快被衰减；同时，由于动圈中的感生电流所产生的磁场破坏了磁势平衡，定子线圈便产生一个反向磁场，使惯性被进一步衰减。双重制约，动圈7产生的多余振动极小，即失真小，灵敏度高。

本实用新型通过对定子线圈电流大小、方向的控制，即是对磁力线的直线往复变化的控制，从而控制动圈7对外直线往复做功，电流大，则动圈产生的位移则大，反之，则小。可用于精密控制、直线往复电机和扬声器等。

Claims (5)

1、一种由导磁铁芯、导磁铁轭、永磁体、定子线圈、动线圈和传动件组成的直线磁势驱动器，其特征在于：以柱形铁芯(9)的中心轴线为竖中心线，内铁轭(8)、永磁体和外铁轭(5)的中心线为横中心线，与对称匚形铁芯(3)的中心线，构成一个田字形的磁路。

2、根据权利要求1所述的直线磁势驱动器，其特征为：在柱形铁芯(9)上，套有定子线圈(2)和(6)，为电流输入绕组。

3、根据权利要求1所述的直线磁势驱动器，其特征为：在柱形铁芯(9)中间还套有仅一匝的闭环动圈(7)，可在柱形铁芯(9)与内导磁铁轭(8)之间的间隙中，沿柱形铁芯(9)轴线方向运动。

4、根据权利要求1所述的直线磁势驱动器，其特征在于：动圈(7)对外做功所经的传动件(1)为非金属园筒形，对称的两侧掏空处让过匚形铁芯(3)的上横边，连接动圈(7)的下筒边和支撑边，可沿柱形铁芯(9)纵表面运动，上筒边可接负载。

5、根据权利要求1所述的直线磁势驱动器，其特征在于：柱形铁芯(9)，可为园柱形、方柱形或椭园柱形，传动件(1)和动圈(7)相应变之。

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