CN111564277A - 一种节能型双稳式永磁保持电磁铁 - Google Patents

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

一种节能型双稳式永磁保持电磁铁

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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