CN107123569A - 一种电磁铁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电磁铁技术领域，特别地涉及一种高能效体积比的电磁铁。本发明公开了一种电磁铁，包括线圈、骨架、动铁芯和静铁芯，所述线圈缠绕在骨架上，所述动铁芯和静铁芯设置在骨架内，所述静铁芯设有多个第一锥形极面，所述动铁芯设有多个第二锥形极面，多个第一锥形极面与多个第二锥形极面一一相适配，线圈通电时，动铁芯和静铁芯通过第一锥形极面与第二锥形极面之间的电磁力而相互吸合。本发明结构紧凑，体积小，特别是纵向尺寸小，且能效体积比高，成本低，特别适用于对空间有严格要求的场合。

Description

一种电磁铁

技术领域

本发明属于电磁铁技术领域，具体地涉及一种高能效体积比的电磁铁。

背景技术

电力机车作为流动人口和物资运输的重要手段，为适用我国南北跨度大、昼夜温差比较大的特点要求机车上所用气动元件的适应温度范围在-40℃～+70℃；电磁铁用于在机车真空断路器控制***中推动真空断路器，并在断路器合闸动作后，使其保持在合闸状态,替换原气动或气动于保持线圈组合的推动方式，使其适应更宽的温度范围，减少环节，增加产品可靠性。

电磁铁的线圈在通电时在内部产生电磁场，里面的动铁芯在磁场作用下产生电磁力并与静铁芯吸合在一起，从而推动连接杆上的动触点与真空断路器上的静触点闭合，当电流断开时，动铁芯在回位弹簧作用下，回到原位。当需要增强磁场力时，现有的通常做法是增大线圈的线径或圈数，增大安匝比，此方式虽然实现起来简单，但会使电磁铁体积变大，且成本高；当需要增加电磁铁行程时，现有的通常做法是加大吸合的倾斜角度来达到目的，此方式虽然实现起来简单，但会使电磁铁变长也很重，且成本高。

发明内容

本发明的目的在于为解决上述问题而提供一种体积小，特别是纵向尺寸小，且达到最佳能效体积比，成本低的电磁铁。

为此，本发明公开了一种电磁铁，包括线圈、骨架、动铁芯和静铁芯，所述线圈缠绕在骨架上，所述动铁芯和静铁芯设置在骨架内，所述静铁芯设有多个第一锥形极面，所述动铁芯设有多个第二锥形极面，多个第一锥形极面与多个第二锥形极面一一相适配，线圈通电时，动铁芯和静铁芯通过第一锥形极面与第二锥形极面之间的电磁力而相互吸合。

进一步的，所述第一锥形极面为圆锥形极面，所述第二锥形极面为圆锥形极面。

更进一步的，所述第一锥形极面和第二锥形极面的圆锥角均为15-25度，优选为20度。

进一步的，多个第一锥形极面依次嵌套设置，多个第二锥形极面依次嵌套设置。

更进一步的，相邻的第一锥形极面的倾斜方向相反，相邻的第二锥形极面的倾斜方向相反。

更进一步的，相邻的第一锥形极面之间具有一公共端，相邻的第二锥形极面之间具有一公共端

进一步的，所述第一锥形极和第二锥形极面的数量均为3个。

进一步的，还包括外导磁回路，所述外导磁回路包覆在线圈和骨架外面。

进一步的，还包括连接杆，所述连接杆与动铁芯固定设置。

本发明的有益技术效果：

本发明的动铁芯和静铁芯之间通过多个锥形极面配合来增大磁通面积而增大电磁力，从而实现在同样力值要求和行程要求时，体积可以更小，特别是纵向尺寸可以大大减小，使得重量轻，功耗小，成本低，寿命长，特别适用于对空间有严格要求的场合。

附图说明

图1为本发明具体实施例的剖视图。

图2为本发明具体实施例的静铁芯的结构示意图；

图3为本发明具体实施例的动铁芯的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示，一种电磁铁，包括外导磁回路1、线圈2、骨架3、动铁芯4、复位弹簧5、静铁芯6和线圈固定座7，所述线圈2和骨架3设置在外导磁回路1内，线圈2缠绕于骨架3上，外导磁回路1和骨架3由线圈固定座7进行固定，所述静铁芯6固定设置在骨架3的一端内，所述动铁芯4可以在线圈2和复位弹簧5的作用下，沿着纵轴在骨架3内、在吸合位置和脱开位置之间滑动，其具体结构可以参照现有的电磁铁结构，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再详细说明。

本具体实施例中，动铁芯4还固定有连接杆8，具体可以参照现有的断路器的连接杆结构，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再详细说明。

所述静铁芯6设有多个第一锥形极面61，所述动铁芯4设有多个第二锥形极面41，多个第一锥形极面61与多个第二锥形极面41一一相适配，线圈2通电时，动铁芯4和静铁芯6通过第一锥形极面61与第二锥形极面41之间的电磁力而相互吸合。

本具体实施例中，动铁芯4和静铁芯6均由软磁材料制成。

本具体实施中，第一锥形极面61的数量为3个，同样，第二锥形极面41的数量也为3个，当然，在其它实施例中，第一锥形极面61和第二锥形极面41的数量可以根据不同截面积来设计，如为了使电磁铁纵向尺寸更小，则可以设置更多的第一锥形极面61和第二锥形极面41，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再详细说明。

本具体实施中，所述第一锥形极面61为圆锥形极面，所述第二锥形极面41相应的也为圆锥形极面，圆锥形极面可以使结构更紧凑，电磁力更大，当然，在其它实施例中，第一锥形极面61和第二锥形极面41也可以采用其它锥形结构，如三角锥形或四面锥形结构等，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再详细说明。

本具体实施例中，所述第一锥形极面61和第二锥形极面41的圆锥角均优选在15-25度之间，更优选为20度。

本具体实施例中，为了使动铁芯4和静铁芯6结构更紧凑，体积更小，特别是横向体积更小，所述多个第一锥形极面61依次嵌套设置，所述多个第二锥形极面41也相应依次嵌套设置。

当然，在其它实施例中，多个第一锥形极面61也可以不是依次嵌套设置，如分散设置等，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再详细说明。

进一步的，相邻的第一锥形极面61的倾斜方向相反，相邻的第二锥形极面41的倾斜方向相反，从而使锥形极面之间更紧凑，动铁芯4和静铁芯6的体积更小。

更进一步的，相邻的第一锥形极面61之间具有一公共端62，相邻的第二锥形极面41之间具有一公共端42，使得相邻锥形极面间距最小，进一步减小动铁芯4和静铁芯6的体积。

动铁芯4可以是一体成型件或由若干锥形环套设组成，静铁芯6可以是一体成型件或由若干锥形环套设组成。

工作过程：线圈2在通电时，动铁芯4和静铁芯6在磁场力作用下通过多个第二锥形极面41和多个第一锥形极面61产生折叠式磁回路，产生大电磁力，而吸合在一起，从推动连接杆8上的动触点与真空断路器上的静触点闭合，当电流断开时，动铁芯4在复位弹簧5的作用下，回到原位。

本发明的动铁芯和静铁芯之间通过多个锥形极面配合来增大磁通面积，而使得动铁芯4得到更大电磁力，从而实现在同样力值要求和行程要求时，电磁铁的体积可以更小，特别是纵向尺寸可以大大减小，使得重量轻，功耗小，成本低，寿命长，特别适用于对空间有严格要求的场合。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电磁铁，包括线圈、骨架、动铁芯和静铁芯，所述线圈缠绕在骨架上，所述动铁芯和静铁芯设置在骨架内，其特征在于：所述静铁芯设有多个第一锥形极面，所述动铁芯设有多个第二锥形极面，多个第一锥形极面与多个第二锥形极面一一相适配，线圈通电时，动铁芯和静铁芯通过第一锥形极面与第二锥形极面之间的电磁力而相互吸合。

2.根据权利要求1所述的电磁铁，其特征在于：所述第一锥形极面为圆锥形极面，所述第二锥形极面为圆锥形极面。

3.根据权利要求2所述的电磁铁，其特征在于：所述第一锥形极面和第二锥形极面的圆锥角均为15-25度，优选为20度。

4.根据权利要求2或3所述的电磁铁，其特征在于：多个第一锥形极面依次嵌套设置，多个第二锥形极面依次嵌套设置。

5.根据权利要求4所述的电磁铁，其特征在于：相邻的第一锥形极面的倾斜方向相反，相邻的第二锥形极面的倾斜方向相反。

6.根据权利要求5所述的电磁铁，其特征在于：相邻的第一锥形极面之间具有一公共端，相邻的第二锥形极面之间具有一公共端。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的电磁铁，其特征在于：所述第一锥形极和第二锥形极面的数量均为3个。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的电磁铁，其特征在于：还包括外导磁回路，所述外导磁回路包覆在线圈和骨架外面。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的电磁铁，其特征在于：还包括连接杆，所述连接杆与动铁芯固定设置。