[实用新型]插片式旋转电磁铁

说明书

技术领域

本实用新型涉及属于流体传动及控制领域中2D数字伺服阀用的电-机械转换器，尤其涉及一种插片式旋转电磁铁。

背景技术

在电液伺服系统中，作为伺服阀关键部件的电-机械转换器由于工作行程较小，其性能主要追求电能与机械能转换的实时性和精度，也就是要求在保证一定的输出力/力矩的同时，尽量取得较高的动态响应。另外，在特殊环境下(如车载或者航空航天等应用场合)，还要求阀以及电-机械转换机构在保证输出功率的同时，能尽量减少外形尺寸和重量。

近年来，利用伺服螺旋机构原理工作的2D数字伺服阀因其具有结构简单，响应速度快，精度高，抗污染能力强等优点，而在金属材料试验机、地震模拟震动台以及相关航空航天领域得到了广泛应用。常规的2D数字伺服阀用电-机械转换器一般为按照交流伺服方式控制的两相混合式步进电机，其结构按照电机定子分相方式的不同可以分为轴向分相和径向分相两种，前者与后者相比有以下几个优点：第一、采用轴向分相，控制绕组可以用环形线圈，绕制和下线工艺简单，线圈漆皮不易受伤，电机的电气可靠性优于径向分相结构的电机；第二、轴向分相的电机可以采用O形密封圈对转子容腔进行密封，从而可以使得油液进入转子工作腔，使其成为“湿式”的电-机械转换器，将其直接与2D数字阀相连，可构成所谓的直动阀，有利于结构设计及取消 动密封；第三、径向分相结构由于要留出空间绕制线圈，其定子空间无法全部用于开齿。而轴向分相结构整个定子圆周上可全部开齿，提高了有效空间的利用情况，从而提升了电机的输出力矩。

在交流控制方式下工作的电机(或电磁铁)都存在涡流的问题，一般通过将定转子铁芯叠片的方式来降低涡流损耗。然而轴向分相式电机的定转子由于不能像径向分相结构那样沿轴向叠片而只能采用整体式结构，在交流方式控制下涡流效应严重，使得电机损耗及温升增高；涡流还对控制绕组内电流的变化起到一定的阻碍作用，影响了电机的动态性能；另外，其定转子整体式结构的特点也决定了必须要使用整块金属作为铁芯的软磁材料，从而使得重量居高不下，影响了整机的功率重量比。

发明内容

为了克服已有电-机械转换器的存在严重涡流损耗、动态性能较差的不足，本实用新型提供一种大大降低涡流损耗、提升动态性能的插片式旋转电磁铁。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种插片式旋转电磁铁，包括壳体、定子部件、转子部件、前端盖和后端盖，所述壳体两端分别安装前端盖和后端盖，所述定子部件和转子部件位于壳体内，所述定子部件位于转子部件外侧，所述转子部件的转子轴的两端分别通过轴承安装在前端盖和后端盖内，所述转子部件还包括转子硅钢片、转子保持架和转子轴，所述转子保持架安装在转子轴上，所述转子保持架的外圆周面上开有供所述转子硅钢片插接的均匀分布的转子插槽；

所述定子部件包括第一定子保持架盖、第一定子保持架座、第二 定子保持架盖、第二定子保持架座、定子硅钢片、第一线圈保持架、第二线圈保持架、第一控制线圈、第二控制线圈和永磁体，所述第一定子保持架座和第二定子保持架座均为一端开口的杯形体，第一定子保持架盖和第二定子保持架盖均为圆盘体，第一定子保持架盖和第一定子保持架座相互连接构成第一定子保持架，第一线圈保持架位于第一定子保持架的空腔内，所述第一控制线圈环绕在第一线圈保持架上组成电流励磁的一相；所述第二定子保持架盖和第二定子保持架座相互连接构成第二定子保持架，所述第二线圈保持架位于所述第二定子保持架的空腔内，所述第二控制线圈环绕在第二线圈保持架上组成电流励磁的另一相；所述永磁体位于所述第一定子保持架和第二定子保持架之间；

所述定子硅钢片包括横边和两个直边，所述两个直边分别与所述横边的两端相接，所述杯形体外圆周面开有供所述定子硅钢片插接的均匀分布的定子插槽，所述定子插槽的轴向两端形状各自错开半个齿距角，所述定子插槽中间为连接过渡槽，所述杯形体的内底面上开有和杯形体外圆周面上定子插槽一端连通的第一辅助槽，所述第一辅助直槽沿径向均匀分布；所述圆盘体的一面开有沿径向均匀分布的第二辅助槽，所述第二辅助槽与所述杯形体外圆周面上定子插槽的另一端连通，所述定子硅钢片的横边插接在所述定子插槽内，所述定子硅钢片的两个直边分别插接在所述第一辅助槽和第二辅助槽内；

第一定子保持架下的所有齿和第二定子保持架下的所有齿需相互错开四分之一个齿距角。

本发明中的“齿”是指定子硅钢片或转子硅钢片插入定子保持架或 转子保持架后形成的类似于步进电机定转子的双凸齿结构；“齿距角”是指相邻两齿中心线的夹角。