专利汇可以提供控制电磁体磁通量的方法以及执行所述方法(变量)的电磁体专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及磁系统,尤其涉及控制电磁体磁通量的方法和用于实施所述方法的电磁体结构设计。本发明的电磁体结构可以主要用于 电机 传动装置,并且包括 磁 力 线 圈,该磁力线圈具有至少部分由硬 磁性 材料制成并且至少具有一个气隙的合成磁性 铁 芯。本发明的新颖性在于这样安装合成磁性铁芯,使其具有至少两个稳定磁状态,通过给磁力线圈提供具有不同(相反)极性的控制 电流 脉冲使所述铁芯分别具有每个所述状态(气隙最小化)。在其磁力线圈的绕组中没有电流时,磁通量的特定值对应电磁体磁性铁芯的稳定状态。所述发明可以通过提高其吸引力和保持力、改善其 质量 和尺寸特性、以及通过节省 能量 和提供使用本发明控制磁通量方法的本发明电磁体的所述结构设计的实用可能性而大大提高电磁体效率。,下面是控制电磁体磁通量的方法以及执行所述方法(变量)的电磁体专利的具体信息内容。
1、一种具有中继牵引特性地控制电磁体磁通量的方法,该中继牵引 特性由合成磁性导轨中磁通量值的稳定水平来决定,该装置至少部分由硬 磁性材料组成,通过给磁力线圈的绕组提供控制电流脉冲,可以获得磁性 导轨可移动部分的保持力,该装置具有至少一个气隙,其特征在于,使用 了这种硬磁性材料,该材料在交变磁化时可以保持至少两个磁化稳定状态, 而且,作为控制电流脉冲,在合成磁性导轨磁化线圈中提供了两种相反极 性的短期脉冲,其中,在提供第一脉冲时,提供了磁性导轨的闭合磁路, 由于磁性导轨的气隙最小化而使磁性导轨的磁阻最小化,因而使磁性导轨 中的磁通量最大化并且转变成一种稳定状态,其特性在于在磁性导轨中磁 通量的最大值,该值对应于控制脉冲操作的能量,由于电磁体合成磁性导 轨可以保持在该稳定状态下并提供保持力,直到提供相反极性的另一控制 电流脉冲,其能量特征在于其大小足以将磁性导轨转变到另一稳定状态, 该另一稳定状态的特征在于与其相对应的另一大小的磁通量以及与其相对 应的另一大小的保持力。
2、根据权利要求1的方法,其特征在于,在磁力线圈的绕组(winding) 中提供第一控制电流脉冲,使得气隙最小化之后合成磁性导轨中的磁通量 最大化。
3、根据权利要求1的方法,其特征在于,在磁力线圈的绕组中提供 第一控制电流脉冲,使得在气隙最小化之前合成磁性导轨中的磁通量最大 化。
4、根据权利要求1的方法,其特征在于,在磁性导轨的磁路闭合之 前,在电磁体合成磁性导轨中提供其大小为其优选值水平的控制磁通量, 该控制磁通量是由电磁体磁力线圈的绕组中的第一控制电流脉冲引起的, 该控制磁通量优选值是产生电磁体工作拉力所必须的,而且该控制磁通量 一直维持在该水平直到磁化该磁性导轨材料,此后从磁力线圈的绕组去掉 电子脉冲电压,由于合成磁性导轨材料的“磁记忆”而提供电磁体的保持 力,可以获得其大小为F≤0.98Fmax的保持力,其中Fmax是磁力线圈的绕组 产生的磁力的最大值。
5、根据权利要求1的方法,其特征在于,由于改变控制脉冲的参数 而提供可以为电磁体提供必需的保持力所要求的控制脉冲功率,这些参数 选自脉冲振幅、其宽度、其形状以及它们的组合构成的组。
6、根据权利要求1的方法,其特征在于,给磁力线圈的绕组提供与 第一控制脉冲的特性相比具有不同能量特性的第二控制电流脉冲,并且使 磁性导轨的磁化转变成另一种稳定状态,该另一种稳定状态的特征在于在 合成磁性导轨中相应的磁通量大小和相应的保持力值。
7、根据权利要求6的方法,其特征在于,通过在磁力线圈的绕组中 提供在磁性导轨中提供磁场电压的控制电流脉冲,使磁性导轨转变为其特 征在于磁性导轨中的磁通量大小为零的稳定状态,该磁场电压等于磁化曲 线上的矫顽力并且对应于保持力的大小。
8、根据权利要求7的方法,其特征在于,合成磁性导轨的一个稳定 状态是其初始状态,该初始状态是以其大小等于初始值的磁通量和与其对 应的保持力为特征的。
9、根据权利要求7的方法,其特征在于,反极性的第二控制电流脉 冲的功率P2比顺极性的第一控制电流脉冲的功率P1小2-5倍,并且对应于 P1=(2)-5)P2。
10、根据权利要求1的方法,其特征在于,在磁力线圈的绕组中的顺 极性第一控制电流脉冲和相应的在顺极性电磁体合成磁性导轨中的磁通量 的周期t1以及反极性第二控制脉冲的t2的大小是这样的,该大小不超过磁 性导轨可移动部分转变过程的时间常数 的三倍,即 和 ,其中 是转变过程的时间常数。
11、根据权利要求1的方法,其特征在于,作为第一控制电流脉冲, 可以以一组周期性调谐脉冲的形式提供给磁力线圈的绕组,该组周期性调 谐脉冲的振幅和/或包络线从零值开始增加。
12、根据权利要求1的方法,其特征在于,作为第二控制电流脉冲, 可以以一组周期性调谐脉冲的形式提供给磁力线圈的绕组,该组周期性调 谐脉冲的振幅和/或包络线衰减到零振幅。
13、一种运行装置的电磁驱动的电磁体,该电磁体形成为具有不可移 动的定子、可移动铁芯和至少一个气隙的合成磁性导轨上的至少一个磁化 线圈绕组,其中至少部分磁性导轨形成为硬磁性材料的插入件,可以通过 给磁力线圈的绕组提供不同极性的短期电流脉冲使其交变磁化来控制磁性 导轨中的磁通量,其特征在于,该磁性导轨可以在由于铁芯往复线性位移 而使气隙最小化的情况下闭合磁通量,其中该定子形成为至少一个硬磁性 材料插入件固定在其上的平底面,铁芯形成为至少有两个棒通过其端部安 装于其上的钢板。
14、根据权利要求13的电磁体,其特征在于,还具有在线圈绕组中的 电流断路器,形成为通常的闭合接触器(closed contact),该闭合接触器在 磁力线圈的绕组的供电电路中串联连接并且具有接触器开关,其中,在底 面中心设置了开口让接触器开关通过,其中铁芯具有固定于铁芯上的接触 器推进器和至少一个回复弹簧。
15、根据权利要求13的电磁体,其特征在于,铁芯形成纵截面为∏形 的平板,其中,侧面棒端部固定到该平板中,而定子形成为具有硬磁性材 料插入件的杆。
16、根据权利要求13的电磁体,其特征在于,该磁性导轨形成为两个 平板、至少两个棒和至少一个硬磁性材料插入件,其中,该铁芯形成为纵 截面为∏形的平板,两个棒的端部与其相连,而定子形成为第二平板,该 第二平板具有固定在其上的硬磁性材料构成的插入件。
17、根据权利要求13的电磁体,其特征在于,该磁性导轨形成为两个 平板,至少一个硬磁性材料插入件连接到平板,至少三个棒的上端连接到 第二平板,从而形成纵截面为Ш形的铁芯,可以在气隙最小化的情况下闭 合磁路。
18、根据权利要求17的电磁体,其特征在于,铁芯形成为纵截面为Ш 形,其中至少两个磁力线圈优选设置于铁芯的末端棒上,可以在中心棒中 产生一致的磁通量。
19、根据权利要求18的电磁体,其特征在于,该磁性导轨还具有设置 在铁芯中心棒上的磁力线圈,这些磁力线圈的绕组一起(incoordination)与 设置在末端棒上的磁力线圈的绕组相连。
20、根据权利要求19的电磁体,其特征在于,这些磁力线圈之一的绕 组反向连接。
21、一种运行装置的电磁驱动的电磁体,该电磁体形成为在具有可移 动的定子、不可移动铁芯和至少一个气隙的合成磁性导轨上的至少一个磁 力线圈,其中至少部分磁性导轨形成为硬磁性材料的插入件,可以通过给 磁力线圈的绕组提供不同极性的短期电流脉冲使其交变磁化来控制磁性导 轨中的磁通量,其特征在于,该磁性导轨可以在由于铁芯沿着弧线往复旋 转位移而使气隙最小化的情况下闭合磁通量,并且该电磁体包括形成为盘 状的外壳,其上至少放置一个磁系统,并且外壳具有圆缺的形状,其中, 形成了通路凹槽并且通路凹槽具有在平面上沿着弧线、优选圆圈布置的同 轴设置的侧壁,磁力线圈设置在外壳中,该铁芯设置在该通路凹槽中并形 成为具有顶部和回复弹簧的棒,并且该铁芯形成为凹槽的形状,可以在其 中往复位移,其中,硬磁性材料插入件设置在通路凹槽底部,并且固定于 与铁芯位移方向垂直的其侧壁,并且限制其位移。
22、一种运行装置的电磁驱动的电磁体,该电磁体形成为在具有可移 动定子、不可移动铁芯和至少一个气隙的合成磁性导轨上的至少一个磁力 线圈,其中,至少部分磁性导轨形成为硬磁性材料插入件,可以通过给磁 力线圈的绕组提供不同极性的两个短宽度脉冲使磁性导轨交变磁化来控制 磁性导轨中的磁通量,其特征在于,形成该磁性导轨,使得在气隙由于铁 芯相对定子往复线性位移而最小化时,可以闭合磁通量,该定子形成为具 有至少一个棒的杯,其部分由硬磁性材料组成,并且该棒具有连接到杯底 的一端和形成为一个平面并具有圆筒状端部的另一自由端,其中,至少一 个磁力线圈环绕该棒,铁芯设置在杯外部并形成为平板,可以在气隙由于 铁芯相对定子位移而最小化时闭合磁路。
23、权利要求22的电磁体,其特征在于,使用金属屑(scrap)和/或 负载(load)的结构元件作为可移动的铁芯。
24、权利要求22的电磁体,其中,形成的磁性导轨可以在气隙由于铁 芯相对定子旋转位移而最小化时闭合磁通量,该铁芯形成为平板,可以用 盖闭合杯,形成体积闭合的导磁性结构“杯-盖”,并且可以改变铁芯和定子 之间摩擦力的力矩。
25、一种运行装置的电磁驱动的电磁体,该电磁体形成为在具有不可 移动定子、可移动铁芯和至少一个气隙的合成磁性导轨上的至少一个磁力 线圈,其中至少部分磁性导轨由硬磁性材料的插入件组成,可以通过给磁 力线圈的绕组提供不同极性的短宽度电流脉冲使磁性导轨交变磁化来控制 磁性导轨中的磁通量,其特征在于,该磁性导轨形成为可以在由于铁芯相 对定子线性和/或旋转位移而使气隙最小化的情况下闭合磁通量,其中,该 磁性导轨的定子形成为杯状,在该杯的内部空腔中同轴设置了磁力线圈, 并且杯底由硬磁性材料组成,而铁芯形成为杯盖,杯盖与同轴设置在线圈 内部空腔中的棒端部相连,其中,磁性导轨形成为在棒的自由端和杯底接 触的同时可以用盖来闭合该杯,形成体积闭合的导磁性结构“杯-盖-棒-杯 底”,并且可以改变铁芯和定子之间摩擦力的力矩。
26、权利要求25的电磁体,其特征在于,该杯底由硬磁性材料组成, 杯的外侧具有软磁性材料层,可以增加垂直于磁通量方向的杯底的截面积。
27、权利要求25的电磁体,其特征在于,杯底部分形成为软磁性材料 插入件。
28、权利要求25的电磁体,其特征在于,杯的至少部分侧壁形成为硬 磁性材料插入件。
本发明涉及磁路系统,尤其涉及控制电磁体磁通量的方法以及执行所 述方法的电磁体结构。
给出的本发明可以优选用于机电领域的执行装置,尤其用于磁力起动 器、接触器和真空开关、用于保险箱、汽车、门等装置的封锁的锁定装置, 以防非法侵入,还用于超越联轴器、连接联轴器(connecting coupling)、制 动机构以及其它结构。
在所述结构中,执行机电驱动功能的电磁体包括在铁磁性材料的磁性 导轨上的磁力线圈,至少具有一个气隙。当对磁性导轨的铁磁性材料的磁 力线圈施加电压时,在磁性导轨中产生的磁通量吸引可移动铁芯。当从磁 力线圈的绕组撤开电压时,磁通量消失,结果,吸引铁芯的力消失,在回 弹力作用下,铁芯回到其初始位置。
一种控制具有中继牵引特性(relay pulling characteristic)的电磁体的磁 通量的方法为大家所知,该中继牵引特性由磁性导轨中磁通量的值的稳定 水平来决定,该装置至少部分包括硬磁性材料并且至少具有一个气隙,通 过给磁力线圈的绕组提供控制电流脉冲,可以获得磁性导轨可移动部分-电 磁体铁芯的吸引力,参见例如1997.12.18的DE19639545A1,申请人是 ICON,AG PRAZISIONSTECINIC(1)。
该已知方法不是充分有效的。这是因为在控制磁性导轨中的磁通量时, 根据该方法,没有提供电磁体的磁性导轨的闭合电路,在末端位置固定铁 芯可移动部分是采用机械方法,换句话说,是使用机械方法,具体而言是 通过使用球的方法,该球通过环(ring)弹性偏置并且在电磁体的磁性导轨 可移动部分的端部位置中进入相应的环凹槽。结果,由于增加了机械磨损 而无法相对充分地利用其可靠性,这会导致增加操作失败以及在失败前寿 命降低的可能性,限制了推力和吸引力的值。
此外,该已知方法不能确保气隙以及相应的磁性导轨闭合磁路的最小 化。
根据技术组合和获得的结果,与所请求方法最接近的方法是用中继牵 引特性控制电磁体的磁通量,该中继牵引特性由磁性导轨中磁通量值的稳 定水平来决定,该装置至少部分由硬磁性材料形成并且至少具有一个气隙, 通过给磁力线圈的绕组提供控制电流脉冲的方法,可以获得磁性导轨可移 动部分-电磁体铁芯的吸引力。参见例如1997.09.10的欧洲专利EP 0794540 A1,申请人是HARTING K Ga A CNJK,TW 2 CNIJRB,实用新型(2)。
在用于控制电磁体的磁通量的已知方法中,部分地排除了上述缺点, 因为它提供了更高的使用可靠性。但是,由于电磁体的实用可能性相对不 足,该已知方法的效果仍然相对不足。这是因为,由于在电磁体的磁路中 总是存在气隙,该已知方法也没有提供电磁体的磁性导轨的闭合磁路。此 外,在磁力线圈引起磁性导轨中的磁通量变化的情况下,该已知方法不能 提供对磁性导轨的硬磁性材料再磁化、退磁或进行其它操作的可能性。
已知一种传动装置,优选是磁驱动的电磁体,形成为在具有不可移动 的定子、可移动铁芯和至少一个气隙的合成磁性导轨上的至少一个磁力线 圈,其中至少部分磁性导轨形成为硬磁性材料的插入件,可以通过给磁力 线圈的绕组提供不同极性电流的短期脉冲使其交变磁化来控制磁性导轨中 的磁通量,参见例如1997.12.18的DE19639545A1,申请人是ICON,AG PRAZISIONSTECINIC(3)。
该已知的电磁体没有提供闭合的金属结构,因而由于足够高的磁漏以 及由于在气隙中磁能的大量损耗而降低了其效能。此外,该已知电磁体的 结构不具有“磁存储(magnetic memory)”能力(这里和此后术语“磁存储” 用于表示合成磁性导轨积聚由磁力线圈引起的磁通量水平的磁能)。
还已知这种传动装置尤其是磁性装置的电磁驱动的电磁体,其形成为 在具有不可移动的定子、可移动铁芯和至少一个气隙的合成磁性导轨上的 至少一个磁力线圈,其中至少部分磁性导轨形成为硬磁性材料的插入件, 可以通过给磁力线圈的绕组提供不同极性电流的短期脉冲使其交变磁化来 控制磁性导轨中的磁通量,参见例如1997.09.10的EP0794540A1,申请人 是HARTING KgaA CNJK,TW2 CNIJRB(4)。
在这个电磁体的已知结构中,部分铁芯是由硬磁体材料组成。但是, 该已知电磁体的这种合成磁性导轨没有提供磁性导轨的闭合磁路,由于在 铁芯和盖子之间存在滑动轴承,而且因此在磁性导轨中存在永久性气隙。 此外,该已知电磁体的效率不足,因为在其磁性导轨中使用了永磁插入件, 该插入件以其磁极严格取向来安装,具体而言是“S”和“N”极,这使得 铁芯向圆柱体底部位置“靠近”。由于这一点,以及此外由于存在该磁性导 轨的软磁性材料的平行分支,该平行分支穿过永磁体-环形磁性插入件中间, 因此,其磁性导轨的硬磁性材料不能交变磁化,换句话说,不能退磁,结 果,它因此无法从磁力线圈一侧对硬磁性材料实施任何控制操作,因为磁 力线圈产生的磁通量在磁性导轨中通过磁阻最小的路径,具体而言是通过 导磁率最大的软磁性材料的平行分支中的路径。结果,该已知电磁体的磁 性导轨不具有在磁性导轨中的磁通量为“零”的性能(这里和此后术语“零” 用于磁通量等于零或N=0的情况)。换句话说,当在磁力线圈的绕组中的 电流脉冲缺乏时,在已知电磁体合成磁性导轨中的磁通量的值不足以提供 吸引可移动铁芯所需的力,因为在该已知电磁体中的吸引力相当于简单双 极永磁体产生的力。从底部释放铁芯,或者换句话说,铁芯的回复是通过 形成磁通量方向相反或者换句话说相对的磁力线圈、补偿硬磁性插入件一 直产生的磁通量来提供的。因此该已知电磁体具有保持力相对较低、在使 用时不够稳定以及功能不足的缺点。
根据技术组合和得到的结果,最接近所要求的装置是一种已知的执行 (executing device)装置尤其是磁驱动的电磁性装置的电磁体,形成为在具 有不可移动的定子、可移动铁芯和至少一个气隙的合成磁性导轨上的至少 一个磁力线圈,其中至少部分磁性导轨形成为硬磁性材料的插入件,可以 通过给磁力线圈的绕组提供不同极性电流的短期脉冲使其交变磁化来控制 磁性导轨中的磁通量,参见例如2000.02.03的国际专利申请PCT/UA00/0005 H01F7/16,7/124 E05B47/02,申请人是BABICH,N.S.-实用新型(5)。
在这种结构中,部分消除了上述缺陷。但是,其效率不足,因为硬磁 性材料插入件处于磁性导轨的可移动部分上,或者换句话说处于铁芯上。 因此,在铁芯和与磁力线圈的绕组的匝圈有关的硬磁性材料插入件位移时, 在线圈绕组中引起了互感的电动力,这在电磁体磁性导轨中引起了磁通量, 该磁通量朝向主(main)磁通量或者换句话说是由相同线圈产生的控制磁 通量。在这种情况下,所述磁通量矢量具有基本相同的大小,但是相位不 同。因此,最终的磁移动力(此后称为MMF)和磁性插入件产生的吸引力 减小。因此,该已知的电磁体结构的使用效率实际上不高。此外,该已知 结构的缺点在于所述互感的MMF不能提供关闭电磁体磁系统的频率,因为 随着关闭和回复铁芯到初始位置,硬磁性材料插入件相对无电流磁力线圈 的匝圈移动,从而在线圈的绕组中感应出电流并磁化其本身,或者换句话 说没有完全“归零”,这会引起未经许可的吸引铁芯。
本发明的基础是通过减少能量消耗的方法、通过减少失败次数并提高 失败之前的服务寿命来提高可靠性的方法、通过增加大量尺寸参数方法以 及通过提供电磁体实用性或者换句话说扩大其实用可能性的方法来提高使 用效率的目的。
在该发明中实现了这个目的,其中,具有中继牵引特性地控制电磁体 的磁通量的已知方法中,该中继牵引特性由合成磁性导轨中磁通量值的稳 定水平来决定,该装置至少部分由硬磁性材料形成并且至少部分具有一个 气隙,通过给磁力线圈的绕组提供控制电流脉冲的方法,可以获得电磁体 磁性导轨可移动部分的吸引力,根据本发明,使用了具有至少保持两个磁 化稳定状态的性能的硬磁性材料,而且,作为控制电流脉冲,在电磁体合 成磁性导轨的磁力线圈中至少提供了两种短期脉冲,其中,在提供第一脉 冲时,提供了磁性导轨的闭合磁路,由于磁性导轨的气隙最小化而使其磁 阻最小化,因而使磁性导轨中的磁通量最大化并且转变成一种稳定状态, 其特性在于在磁性导轨中磁通量的最大值,该值对应于控制脉冲操作的能 量,由于电磁体合成磁性导轨保持在这种稳定状态下的可能性以及通过提 供其保持力直到提供另一控制电流脉冲,其能量特性在于其大小足以将磁 性导轨转变到另一稳定状态,该另一稳定状态的特性在于与其相对应的另 一大小的磁通量以及与其相对应的另一大小的保持力。
还通过以下方法实现了设定的目的,其中在磁力线圈的绕组中提供第 一控制电流脉冲,使得合成磁性导轨中的磁通量最大化直到气隙最小化, 以及还有在气隙最小化之后在磁力线圈的绕组中提供第一电流控制部分, 使得合成磁性导轨中的磁通量最大化。
还通过以下方法实现了设定的目的,其中在电磁体合成磁性导轨中提 供其大小为其优选值水平的控制磁通量,直到磁性导轨的磁路闭合,该控 制磁通量是由电磁体磁力线圈的绕组中的第一控制电流脉冲引起的,该控 制磁通量是产生电磁体吸引力所必须的,而且它一直维持在该水平直到消 除气隙并磁化磁性导轨材料,此后从磁力线圈的绕组去掉电子脉冲电压, 由于合成磁性导轨材料的“磁记忆”可以获得保持力,从而提供电磁体的 保持力,该保持力的值是F≤0.98Fmax,其中Fmax是磁力线圈的绕组产生的 磁通量的最大值。
还通过以下方法实现了设定的目的,其中由于改变控制脉冲的参数提 供可以为电磁体提供必需的力所要求的控制脉冲功率,这些参数选自脉冲 振幅、其宽度、其形状以及它们的组合构成的组。
此外,通过以下方法实现了本发明目的,其中给磁力线圈的绕组提供 与第一控制脉冲的特性相比具有不同能量特性的第二控制电流脉冲,并且 磁性导轨转变成另外一种稳定状态即第三稳定状态,第三稳定状态的特征 在于对应于合成磁性导轨中磁通量的大小并且对应于保持力的大小。
还通过以下方法实现了该目的,其中,通过在磁力线圈的绕组中提供 在磁性导轨中提供磁场强度的控制电流脉冲,使磁性导轨转变为其特征在 于磁性导轨中的磁通量大小为零的稳定状态,该磁场强度等于磁化曲线上 的矫顽力并且对应于保持力的大小。在该过程中,合成磁性导轨的一个稳 定状态是其初始状态,该初始状态是以其大小等于初始值的磁通量和与其 对应的保持力的值为特征的。
在该过程中,还通过以下方法实现了该目的,其中反极性的第二控制 电流脉冲的功率P2比顺极性的第一控制脉冲的极性功率P1小2:5倍,并且 对应于P1=(2)5)P2。
在磁力线圈的绕组中的顺极性第一控制电流脉冲的周期t1和相应的反 极性第二控制脉冲t2以及相应的在电磁体合成磁性导轨中磁通量脉冲的周 期的大小是这样的,该大小不超过磁性导轨可移动部分转变过程的时间常 数 的三倍,即和 其中 是转变过程的时间常数。
作为第一控制电流脉冲,可以以一组周期性调谐脉冲的形式提供给磁 力线圈的绕组,该组周期性调谐脉冲的振幅和/或包络线从零振幅开始加大。
作为第二控制电流脉冲,可以以一组周期性调谐脉冲的形式提供给磁 力线圈的绕组,该组周期性调谐脉冲的振幅和/或包络线减小到零振幅。
此外,通过以下方法实现了该目的,其中,在该已知运行驱动的电磁 驱动的电磁体中,该电磁体由具有不可移动的定子、可移动铁芯和至少一 个气隙的合成磁性导轨上的至少一个磁力线圈形成,其中至少部分磁性导 轨形成为硬磁性材料的插入件,可以通过给磁力线圈的绕组提供不同极性 的短期电流脉冲使其交变磁化来控制磁性导轨中的磁通量,根据本发明, 该磁性导轨可以在由于铁芯往复线性位移而使气隙最小化的情况下闭合磁 通量,其中该定子形成为至少一个硬磁性插入件固定在其上的平底面,铁 芯形成为至少有两个棒端部固定于其上的钢板。
该电磁体还具有在线圈绕组中的电流断路器,形成为通常的闭合接触 器(closed contact),该闭合接触器在磁力线圈的绕组的供电电路中串联连 接,该电磁体还具有接触器开关,在底面中心形成了开口让接触器开关通 过,其中铁芯具有固定于铁芯上的接触器推进器和回复弹簧。
为了改变磁力线圈的绕组中电流脉冲的周期并打开和/或关闭电磁体, 电流断路器还具有通常的闭合接触器,该闭合接触器在磁力线圈的绕组的 供电电路中串联连接,而接触器开关形戍为上端牢固地与线圈连接的推进 器,其中在底面中心提供了用于接触器开关的开口。
还通过以下方法实现了本发明的目的,其中,铁芯形成纵截面为∏形 的平板,侧面棒端部连接到该平板,其中定子形成为具有硬磁性材料的插 入件的棒。
还通过以下方法实现了本发明的目的,其中,该磁性导轨形成为两个 平板、至少两个棒和至少一个硬磁性材料插入件,其中,该铁芯形成纵截 面为∏形的一个平板,两个棒的端部与其相连,而定子形成为第二平板, 该第二平板具有与其相连的硬磁性材料的至少一个插入件。
还通过以下方法实现了本发明的目的,其中,该磁性导轨形成为两个 平板,一个硬磁性材料插入件连接一个平板,至少三个棒的上端连接到第 二自由平板,从而形成纵截面为 形的铁芯,可以在气隙最小化的情况下 闭合磁路。
还通过以下方法实现了本发明的目的,其中,铁芯形成为纵截面为 形,其中至少两个磁力线圈优选设置于铁芯末端棒上,可以在中心棒中产 生一致的磁通量。
还通过以下方法实现了本发明的目的,其中,该磁性导轨还具有设置 在铁芯所有棒上的磁力线圈,这些磁力线圈之一的绕组与其它磁力线圈的 绕组相反地连接。
还通过以下方法实现了本发明的目的,其中,该磁性导轨还具有设置 在中心棒上的磁力线圈,该磁力线圈的绕组与设置在末端棒上的线圈相反 地连接。
此外,还通过以下方法实现了本发明目的,其中,在该已知运行装置 的电磁性导轨的电磁体中,该电磁体形成为在具有不可移动的定子、可移 动线圈和至少一个气隙的合成磁驱动上的至少一个磁力线圈,其中至少部 分磁性导轨形成为硬磁性材料的插入件,可以通过给磁力线圈的绕组提供 不同极性的短期电流脉冲使其交变磁化来控制磁性导轨中的磁通量,根据 本发明,该磁性导轨可以在由于沿着弧线尤其是圆圈的铁芯往复线性位移 而使气隙最小化的情况下闭合磁通量,并且该电磁体具有形成为盘状的外 壳,其上至少设置一个磁系统,以片段的形式,尤其是以其中形成了通路 凹槽(passage-slot)并且通路凹槽沿着圆圈弧线同轴地设置的形式,磁力线 圈设置在外壳中,该铁芯设置在该通路凹槽中并形成为具有顶部和反向弹 簧的棒,并且该铁芯形成为凹槽的形状,可以沿着其中的圆圈的弧线往复 位移,硬磁性材料插入件设置在通路凹槽底部,并且固定于与铁芯位移的 方向垂直的其侧壁,并且限制其位移。
此外,还通过以下方法实现了本发明目的,其中,在上述已知运行装 置的电磁驱动的电磁体中,该电磁体形成为在具有不可移动的定子、可移 动铁芯和至少一个气隙的合成磁性导轨上的至少一个磁力线圈,其中磁性 导轨的至少一个部分形成为硬磁性材料的插入件,可以通过给磁力线圈的 绕组提供相同极性的两个短期电流脉冲使磁性导轨交变磁化来控制磁性导 轨中的磁通量,根据本发明,形成该磁性导轨,使得气隙由于铁芯相对定 子往复线性位移而最小化,该定子形成为具有至少一个棒的中空杯,优选 为圆柱形杯,棒的至少一部分包括硬磁性材料,并且棒的一端固定到杯的 底部,而另一端形成在具有圆柱体端部的一个平面内,其中,至少一个磁 力线圈环绕该棒,铁芯设置在杯外部并形成为平板,可以在气隙由于铁芯 相对定子往复线性位移而最小化时闭合磁路。
作为可移动的定子,可以使用金属屑(scrap)或负载(load)的结构 元件。
还通过以下方法实现了本发明的目的,其中,在该已知运行装置的电 磁驱动的电磁体中,该电磁体形成为在具有不可移动的定子、可移动铁芯 和至少一个气隙的合成磁性导轨上的至少一个磁力线圈,其中至少一部分 磁性导轨形成为硬磁性材料的插入件,可以通过给磁力线圈提供不同极性 的短期电流脉冲使磁性导轨交变磁化来控制磁性导轨中的磁通量,根据本 发明,形成该磁性导轨,使得该磁性导轨在气隙由于铁芯相对定子可旋转 地位移而最小化时可以闭合磁通量,其中,该磁性导轨的定子形成为具有 至少一个棒的杯,棒的部分包括硬磁性材料,并且棒的一端连接到杯的底 部,而另一端形成在具有圆柱体端部的一个平面内,其中,至少一个磁力 线圈被棒环绕,铁芯设置在杯外部并形成为平板,可以用盖闭合该杯,而 且形成了“杯-盖”的体积闭合的导磁性结构,可以改变铁芯和定子之间摩 擦力的力矩。
还通过以下方法实现了本发明的目的,其中,在该已知运行装置的电 磁驱动的电磁体中,该电磁体形成为在具有不可移动的定子、可移动铁芯 和至少一个气隙的合成磁性导轨上的至少一个磁力线圈,其中至少一部分 磁性导轨形成为硬磁性材料的插入件,可以通过给磁力线圈的绕组提供不 同极性的短期电流脉冲使磁性导轨交变磁化来控制磁性导轨中的磁通量, 根据本发明,形成该磁性导轨,使得该磁性导轨在气隙由于铁芯相对定子 往复线性和/或旋转位移而最小化时可以闭合磁通量,其中,该磁性导轨的 定子形成为杯,有磁化铁芯设置在杯的空腔中,而且杯的底部形成为硬磁 性材料的插入件,而铁芯形成为该杯的盖,该杯连接到棒的端部,该棒同 轴地设置在该线圈的内部空腔中,其中,形成该磁性导轨,使得磁性导轨 在棒的自由端和杯底接触的同时可以用盖来闭合该杯,形成体积闭合的导 磁性结构“杯-盖-棒-杯底”。
还通过以下方法实现了本发明的目的,其中,该杯底由硬磁性材料形 成,杯的外侧具有软磁性材料层,可以增加垂直于磁性导轨方向的杯底的 截面积。
还通过以下方法实现了本发明的目的,其中,杯底至少部分形成为硬 磁性材料插入件,可以改变铁芯和定子的摩擦力。
最后,通过以下方法实现了本发明的目的,其中,杯的至少部分侧壁 由硬磁性材料形成,并且铁芯形成为可以往复线性位移,可以改变铁芯和 定子的摩擦力的力矩。
本发明的实施提高了使用效率,因为减少了能量消耗,因为减少失败 和提高失败之前的服务寿命而提高了可靠性,因为改善了大量尺寸参数, 以及通过提高电磁体的实用性,或者换句话说扩大了其实用可能性。
附图说明
以下通过附图说明发明的权利要求项(claimed group),其中:
图1是所要求电磁体合成磁性导轨的磁路的等效图;
图2是表征所要求具有合成磁性导轨的电磁体过程的参数的时序图;
图3是所要求电磁体合成磁性导轨硬磁性材料磁化和能量消耗的示意 性曲线,具体而言,该硬磁性材料是以下合金:31号的UN13 DK24、32 号的UN15 DK25BA、33号的UNDK35 T5BA、34号的28 CA250(FeBa)、 35号的KSP37A(SmCo)和36号的NdFeB;
图4是合成磁性导轨硬磁性材料和软磁性材料的电磁性能的图表;
图5-8是具有多棒合成的磁性导轨并且铁芯线性往复位移的电磁体的 正面图、纵向截面图(图5、7和8)和相应的俯视图(图6);
图9和10是具有合成磁性导轨并且铁芯往复旋转位移的电磁体的正面 图(纵向截面图)和相应的俯视图(横截面图);
图11和12是具有多个棒合成的磁性驱动并且铁芯往复线性和/或往复 旋转位移的电磁体的正面图和相应的俯视图;
图13-16是具有单个棒的合成磁性导轨并且铁芯往复线性和/或往复旋 转位移的电磁体的正面图和纵向截面图;
图17-21是硬磁性材料磁畴结构中发生的作用的示意图;
图22-25是根据西欧标准的烧结和铸造硬磁性材料性能的表格,该西 欧标准相应于前苏联国家包括乌克兰认可的标准。
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