專(zhuān)利名稱(chēng)：脈沖自保持電磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種脈沖自保持電磁鐵，屬電磁鐵技術(shù)領(lǐng)域，可用于電子鎖具、電子保險(xiǎn)柜及電子門(mén)禁系統(tǒng)等。
現(xiàn)有電子鎖具、電子保險(xiǎn)柜、電子門(mén)禁系統(tǒng)等所用的自保持螺管電磁鐵，其兩串接線圈是對(duì)稱(chēng)的，即它們的線圈匝數(shù)相等。在輸入相同的電源電壓條件下，其銜鐵與撥輪伸、縮兩種狀態(tài)的力量基本相同。銜鐵與撥輪的伸、縮，一個(gè)對(duì)應(yīng)電磁鐵的工作狀態(tài)，另一個(gè)對(duì)應(yīng)電磁鐵的非工作狀態(tài)，電磁鐵在工作狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)負(fù)載，在非工作狀態(tài)下，不驅(qū)動(dòng)負(fù)載(恢復(fù)位)，因此，為了使電磁鐵能有效地驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作，其驅(qū)動(dòng)力越大越好，而由工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉枪ぷ鳡顟B(tài)，所需驅(qū)動(dòng)力可以較少。由于電磁鐵的驅(qū)動(dòng)力在磁絡(luò)非飽和狀態(tài)下與線圈匝數(shù)、線圈工作電流成正比，因此，要想增加電磁鐵工作狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)力，必須增加線圈匝數(shù)，或工作電流，或同時(shí)增加線圈的匝數(shù)與工作電流。而線圈匝數(shù)、工作電流的增加，在增加了電磁鐵工作狀態(tài)驅(qū)動(dòng)力的同時(shí)，也增加了電磁鐵非工作狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)力，既造成了材料的一定浪費(fèi)，又增加了一定能量的損耗。而更重的是，當(dāng)線圈匝數(shù)與工作電流增加后，增大了線圈所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)大，則其中一線圈產(chǎn)生的磁力在克服永磁鐵產(chǎn)生的磁力后，又對(duì)永磁鐵反向激磁，并在抵消永磁鐵的原磁場(chǎng)后，又使其反向激磁，且易使磁絡(luò)飽和，使電磁鐵不動(dòng)作，電磁鐵失去應(yīng)有的作用。既使，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度不致于使永磁鐵自保持回路達(dá)到反向激磁的飽和程度，也無(wú)法加大電磁鐵的驅(qū)動(dòng)力。另外，現(xiàn)有電磁鐵的工作電壓范圍相對(duì)值(工作電壓上下限差值)僅有2-3伏，工作電壓范圍較窄。
本實(shí)用新型的目的是，提供一種工作驅(qū)動(dòng)力大于非工作驅(qū)動(dòng)力，且能有效克服對(duì)其中的永磁鐵自保持回路反向飽和激磁，使工作電壓范圍寬，性能可靠的脈沖自保持電磁鐵。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)達(dá)到的。
第一個(gè)技術(shù)解決方案，這種脈沖自保持電磁鐵，由U型鐵軛9，位于該鐵軛內(nèi)的銜鐵5，與該銜鐵間隙配合的軸套2，通過(guò)框架4套裝在軸套2上的線圈8、10，位于兩線圈之間的永磁鐵3，位于銜鐵5兩端的銜鐵座1、6和拔輪11組成，其特殊之處是，所述的線圈8、10是不對(duì)稱(chēng)的，線圈8與線圈10匝數(shù)比的變化范圍為1.2∶1-2.2∶1。
線圈8與線圈10的匝數(shù)比為1.3∶1。
線圈8與線圈10的匝數(shù)比為1.5∶1。
線圈8與線圈10的匝數(shù)比為2∶1。
第二個(gè)技術(shù)解決方案，這種脈沖自保持電磁鐵，由U型鐵軛9，位于該鐵軛內(nèi)的銜鐵5，與該銜鐵間隙配合的軸套2，通過(guò)框架4套裝在軸套2上的線圈8、10，位于兩線圈之間的永磁鐵3，位于銜鐵5兩端的銜鐵座1、6和拔輪11組成，其特殊之處是，所述的線圈8、10是不對(duì)稱(chēng)的，線圈8與線圈10匝數(shù)比的變化范圍為1∶1.2-1∶2.2。
線圈8與線圈10的匝數(shù)比為1∶1.3。
線圈8與線圈10的匝數(shù)比為1∶1.5。
線圈8與線圈10的匝數(shù)比為1∶2。
由于本實(shí)用新型采用了上述兩個(gè)技術(shù)解決方案，使其與現(xiàn)有技術(shù)相比，兩線圈的匝數(shù)不對(duì)稱(chēng)，在第一種方案中，線圈8的匝數(shù)大于線圈10的匝數(shù)，利用的是電磁鐵的縮力來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載。在第二種方案中，線圈8的匝數(shù)小于線圈10的匝數(shù)，利用的是電磁鐵的伸出力來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載，兩個(gè)方案都是為了使電磁鐵處于工作狀態(tài)時(shí)驅(qū)力增大，而處于非工作狀態(tài)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力降低。兩線圈不對(duì)稱(chēng)后，若保證線圈匝數(shù)少的一個(gè)線圈所產(chǎn)生的磁力能有效克服永磁鐵產(chǎn)生的磁力，必須相應(yīng)增加工作電壓，工作電壓增加后，其工作電流增加，由于兩線圈串聯(lián)，流經(jīng)線圈匝數(shù)多的一個(gè)線圈中的電流隨之增加，進(jìn)而使產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度增加，作用在銜鐵上的驅(qū)動(dòng)力增大，使該電磁鐵能有效地驅(qū)動(dòng)負(fù)載動(dòng)作。線圈匝數(shù)較少的一個(gè)線圈，雖然電流增大，但因匝數(shù)少，磁場(chǎng)強(qiáng)度并不大，而不對(duì)或很少對(duì)永磁鐵進(jìn)行反向激磁，保持了永磁鐵原有的磁性。使電磁鐵由工作狀態(tài)回到非工作狀態(tài)時(shí)，需向電磁鐵的線圈通反向電流，雖然線圈匝數(shù)多的一個(gè)線圈所產(chǎn)生的磁力在克服了永磁鐵產(chǎn)生的磁力后，還有足夠的磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)其反向激磁，但因電磁鐵由工作狀態(tài)到非工作狀態(tài)時(shí)，不帶負(fù)載，僅需克服永磁鐵產(chǎn)生的磁力，且因磁感的作用，激磁電流在達(dá)到額定值前其銜鐵就已動(dòng)作產(chǎn)生了氣隙，退回到非工作狀態(tài)，因而，線圈匝數(shù)多的一個(gè)線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度不會(huì)對(duì)永磁鐵自保持回路進(jìn)行反向飽和激磁，從而保持了永磁鐵原有的磁性。因而使本電磁鐵具有工作驅(qū)動(dòng)力大，動(dòng)作可靠的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，經(jīng)試驗(yàn)表明，采用上述技術(shù)解決方案后，能使工作電壓的電壓范圍擴(kuò)大1-2倍。例如，現(xiàn)有的線圈對(duì)稱(chēng)式自保持電磁鐵的工作電壓范圍相對(duì)值一般為2伏，而采用本技術(shù)方案后，所述的脈沖自保持電磁鐵的工作電壓范圍相對(duì)值達(dá)4-6.5伏。
附圖圖面說(shuō)明

圖1-本實(shí)用新型第一個(gè)技術(shù)解決方案一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖圖2-本實(shí)用新型第二個(gè)技術(shù)解決方案一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖
以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型的實(shí)施例，用來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明技術(shù)解決方案。
實(shí)施例1，參考圖1，這是第一個(gè)技術(shù)解決方案的一個(gè)實(shí)施例。U型鐵軛9為金屬板制成，軸套2內(nèi)腔中有銜鐵5和位于該銜鐵兩端的銜鐵座1、銜鐵座6，銜鐵5的兩端設(shè)有凹槽，銜鐵座1、6與銜鐵5相觸的一端為凸塊，其形狀與銜鐵5的凹槽相吻合。撥輪11通過(guò)其軸與銜鐵5為螺紋連接。拔輪軸上串有彈簧(該彈簧也可以沒(méi)有)，線圈8和線圈10通過(guò)其框架4套裝在軸套2上，并用導(dǎo)線串聯(lián)，線圈8與線圈10的匝數(shù)比為1.3∶1。在兩線圈之間是永磁鐵3和鐵芯片7。
工作原理是，假設(shè)電磁鐵的撥輪11處于伸出狀態(tài)(電磁鐵處于待工作狀態(tài))即銜鐵5與銜鐵座1相觸，那么當(dāng)線圈不通電時(shí)，由永磁鐵3產(chǎn)生的磁力線經(jīng)過(guò)鐵芯片7、軸套2、銜鐵5、銜鐵座1(在一個(gè)狀態(tài)下，兩銜鐵座只有一個(gè)使永磁鐵3產(chǎn)生的磁力線形成閉合磁回路)和U型鐵軛9形成閉合磁回路，在永磁鐵3產(chǎn)生的磁力下，維持這種狀態(tài)。當(dāng)線圈通電后，由線圈10產(chǎn)生的磁力線在流經(jīng)銜鐵5，軸套2，鐵芯片7，永磁鐵3,U型鐵軛9時(shí)，與永磁鐵3產(chǎn)生的磁力線方向相反，且該線圈產(chǎn)生的磁力在克服永磁鐵3產(chǎn)生的磁力后，使銜鐵5離開(kāi)銜鐵座1而向銜鐵座6移動(dòng)的趨勢(shì)，同時(shí)在線圈8產(chǎn)生的強(qiáng)大感應(yīng)磁力作用下，使銜鐵5離開(kāi)銜鐵座而向銜鐵座6移動(dòng)，當(dāng)銜鐵5與銜鐵座6接觸后，則撥輪11在銜鐵5的作用下由伸出狀態(tài)變成了縮回狀態(tài)(電磁鐵的工作狀態(tài))；這時(shí)永磁鐵3產(chǎn)生的磁力線經(jīng)過(guò)鐵芯片7，軸套2，銜鐵5，銜鐵座6，U型鐵軛9形成閉合磁回路，由永磁鐵3產(chǎn)生的磁力方向與線圈產(chǎn)生的磁力方向相同。斷電后，銜鐵5在永磁鐵3產(chǎn)生的磁力作用下，仍保持與銜鐵座6相觸的狀態(tài)，使撥輪11仍處于縮回狀態(tài)。同理，當(dāng)向線圈8、10通方向相反的電流時(shí)，由線圈8產(chǎn)生的磁場(chǎng)力在流經(jīng)銜鐵5，軸套2，鐵芯片7，永磁鐵3,U型鐵軛9時(shí)，與永磁鐵3產(chǎn)生的磁力方向相反，該磁場(chǎng)力克服永磁鐵3產(chǎn)生的磁力后與線圈10產(chǎn)生的磁場(chǎng)力共同使銜鐵5離開(kāi)銜鐵座6而向銜鐵座1移動(dòng)，當(dāng)銜鐵5與銜鐵座1接觸后，則撥輪11在銜鐵5的作用下由縮回狀態(tài)恢復(fù)為初時(shí)的伸出狀態(tài)。由于在實(shí)際應(yīng)用中，電磁鐵回到非工作狀態(tài)時(shí)，不驅(qū)動(dòng)負(fù)載，所以由工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為非工作狀態(tài)時(shí)，速度快，所用磁力小。這時(shí)永磁鐵3產(chǎn)生的磁力線經(jīng)過(guò)鐵芯片7，軸套2，銜鐵5，銜鐵座1,U型鐵軛9形成閉合磁回路，由永磁鐵3產(chǎn)生的磁力方向與該磁力的方向相同，斷電后，銜鐵5在永磁力的作用下，仍保持與銜鐵座1相觸的狀態(tài)，使撥輪11仍維持伸出狀態(tài)。以后，磁鐵的動(dòng)作將重復(fù)以上過(guò)程，由于線圈8的匝數(shù)大于線圈10的匝數(shù)，所以既保證了電磁鐵有足夠的驅(qū)動(dòng)力，又有效避免了永磁鐵的反向磁化，使其工作性能可靠。
同理，根據(jù)第一個(gè)技術(shù)解決方案，還可以給出線圈8與線圈10匝數(shù)比的變化范圍為1.2∶1-2.2∶1(不包括1.3∶1)，而其零部件結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系與實(shí)施例1相同的實(shí)施例。在保證磁絡(luò)非飽和狀態(tài)下，線圈8與線圈110的匝數(shù)比越大，電磁鐵驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí)的工作力越大。但若二者匝數(shù)比大于2.2∶1，則會(huì)出現(xiàn)較強(qiáng)的反向激磁現(xiàn)象，影響工作靈敏度。
實(shí)施例2，參考圖2，這是第二個(gè)技術(shù)解決方案的一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)基本相同，U型鐵軛9，軸套2，永磁鐵3，框架4，銜鐵5，銜鐵座1、6，鐵芯片7，撥輪11等的結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系與實(shí)施例1相同，不同點(diǎn)是，線圈8與線圈10的匝數(shù)比發(fā)生了變化，在這里，線圈8的匝數(shù)小于線圈10的匝數(shù)，線圈8與線圈10的匝數(shù)之比為1∶1.3。圖2即表示了電磁鐵待驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí)的工作狀態(tài)，這里利用電磁鐵的伸出力來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載，其工作原理與實(shí)施例1相同。
同理，根據(jù)第二個(gè)技術(shù)解決方案，還可以給出線圈8與線圈10匝數(shù)比的變化范圍為1∶1.2-1∶2.2(不包括1∶1.3)，而其它零部件結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系與實(shí)施例2相同的實(shí)施例。由于除了兩線圈匝數(shù)比有變化外，其它部分的結(jié)構(gòu)及工作原理與其相同，故不再多述。
權(quán)利要求1.一種脈沖自保持電磁鐵，它由U型鐵軛(9)，位于該鐵軛內(nèi)的銜鐵(5)，與該銜鐵間隙配合的軸套(2)，通過(guò)框架(4)套裝在軸套(2)上的線圈(8)、(10)，位于兩線圈之間的永磁鐵(3)，位于銜鐵(5)兩端的銜鐵座(1)、(6)和拔輪(11)組成，其特征是，所述的線圈(8)、(10)是不對(duì)稱(chēng)的，線圈(8)與線圈(10)匝數(shù)比的變化范圍為1.2∶1-2.2∶1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖自保持電磁鐵，其特征是，線圈(8)與線圈(10)的匝數(shù)比為1.3∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖自保持電磁鐵，其特征是，線圈(8)與線圈(10)的匝數(shù)比為1.5∶1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖自保持電磁鐵，其特征是，線圈(8)與線圈(10)的匝數(shù)比為2∶1。
5.一種脈沖自保持電磁鐵，它由U型鐵軛(9)，位于該鐵軛內(nèi)的銜鐵(5)，與該銜鐵間隙配合的軸套(2)，通過(guò)框架(4)套裝在軸套(2)上的線圈(8)、(10)，位于兩線圈之間的永磁鐵(3)，位于銜鐵(5)兩端的銜鐵座(1)、(6)和拔輪(11)組成，其特征是，所述的線圈(8)、(10)是不對(duì)稱(chēng)的，線圈(8)與線圈(10)匝數(shù)比的變化范圍為1∶1.2-1∶2.2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的脈沖自保持電磁鐵，其特征是，線圈(8)與線圈(10)的匝數(shù)比為1∶1.3。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的脈沖自保持電磁鐵，其特征是，線圈(8)與線圈(10)的匝數(shù)比為1∶1.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的脈沖自保持電磁鐵，其特征是，線圈(8)與線圈(10)的匝數(shù)比為1∶2。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種脈沖自保持電磁鐵,屬電子鎖、電子保險(xiǎn)柜及電子門(mén)禁系統(tǒng)所用的一種電磁鐵。它由U型鐵軛9,銜鐵5,軸套2,永磁鐵3,框架4,線圈8、10,銜鐵座1、6和銜鐵拔輪11組成。其特點(diǎn)是,線圈8、10是不對(duì)稱(chēng)的,二者匝數(shù)比的變化范圍為1 : 1.2－1 : 2.2或1.2: 1－2.2: 1。能有效防止永磁鐵自保持回路因反向飽和激磁造成的銜鐵動(dòng)作失靈,并保證本電磁鐵有足夠的驅(qū)動(dòng)負(fù)載力,性能可靠,工作電壓范圍寬。
文檔編號(hào)H01F7/08GK2425414SQ0021447
公開(kāi)日2001年3月28日 申請(qǐng)日期2000年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月29日
發(fā)明者張平, 徐國(guó)兵, 李強(qiáng), 接銘波, 孫智長(zhǎng), 馬愛(ài)民, 李振國(guó) 申請(qǐng)人:山東省三環(huán)制鎖集團(tuán)公司