[发明专利]双磁极结构电磁铁

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁铁结构，尤其涉及一种双磁极结构电磁铁。

背景技术

随着军事和民用雷达对对系统集成度和探测距离的要求不断提高，对电动波导开关在功率容量和小型化要求也提出了跟高的要求。为了实现电动波导开关的小型化设计，我们将电磁铁代替传统设计中所使用的直流电机，使电动波导开关的结构尺寸获得大幅压缩，结构更为紧凑，但传统结构的电磁铁，在较长动作行程的应用过程中，由于受到本身结构和性能的限制，导致输出力达不到电动波导开关的工作要求，对产品的可靠性造成了严重影响。

对于传统结构电磁铁，其输出的电磁力，随着电磁铁拉杆的行程增大，而急剧下降，典型的电磁铁的行程和电磁力输出曲线见图1和图2所示，在结构尺寸和功耗的限制下，无法满足大行程、高输出电磁力的需要。

传统结构电磁铁存在的不足主要体现在以下两个方面：

1、电磁铁工作行程较长时，输出电磁力较小

从图1的传统电磁铁的输出特性曲线可以看出，电磁铁的输出电磁力随电磁铁拉杆的工作行程变大而急剧减小。以本次引用为例，设计要求电磁铁的拉杆行程不小于7 mm。从图中可查到，此时电磁忒能提供的拉力约为0.3N。无法满足产品所需的可靠工作拉力（1.2N）的要求。

2、提高电磁力的措施有限

当传统电磁铁的型号和工作行程确定后，仅能通过增大电磁铁功耗这一手段来提高电磁铁的输出电磁力，造成电磁铁线包的工作电流增大，为避免电磁铁因过流或过热而烧毁，驱动电路必须相应的断电保护措施，增加设计复杂程度。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，在外形尺寸和功耗不变的条件下，提高电磁铁输出力，以满足产品的工作需要的双磁极结构电磁铁。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种双磁极结构电磁铁，包括从内到外依次设置的绝缘套、线包、外壳，绝缘套的两端分别同轴设置有磁座和极头，绝缘套内设有拉杆，所述拉杆一端从磁座中心伸入绝缘套，并与极头接触，所述极头包括同轴设置的前部和后部，所述前部呈圆柱形，后部为一端盖，前部插入绝缘套内，后部与外壳固定连接；

极头内从前部向后部依次同轴设有沉孔、锥形孔、通孔，所述锥形孔包括大端和小端，沉孔直径大于大端直径，通孔直径与小端直径相同，拉杆直径与大端直径相同，且伸入绝缘套的一端收缩成锥形，插入锥形孔中与其匹配贴合，所述拉杆外壁与沉孔内壁保持间隙，所述沉孔长度小于拉杆作行程0.3-0.7mm。

作为优选：所述拉杆外壁与沉孔内壁的间隙距离为0.1至0.2mm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明适用于所有采用极头结构的电磁铁，在原有极头的基础上，增设了一端沉孔，由于沉孔直径大于大端直径，能与插入的拉杆形成间隙，该间隙与本身的极头一起，构成了一个副极头的结构区域，该结构能能在拉杆和极头之间形成两个高磁场区域，增强磁隙磁场强度，使本发明能在长行程工作条件下，提高电磁铁的输出能力；也能在不改变电磁铁外形尺寸的前提下，针对工作行程的实际需要，通过调整磁极的长度，获得最大电磁铁输出力。作为传统的电磁式执行元件，双磁极架构的电磁铁可对目前市场上提供的管式和D型电磁铁进行完全替换，满足于大行程、高电磁力输出应用的工业自动化需求。

附图说明

图1为现有技术电磁铁结构示意图；

图2为图1中电磁铁的输出特性曲线图；

图3为本发明结构示意图；

图4为图1的A局部放大图；

图5为图3的B局部放大图；

图6-1为现有技术中极头的剖视图；

图6-2为现有技术中极头的立体图；

图6-3为现有技术中极头的另一角度立体图；

图7-1为本发明中极头的结构示意图；

图7-2为本发明中极头的立体图；

图7-3为本发明中极头的另一角度立体图；

图8为现有技术电磁铁磁场分布图；

图9为本发明电磁铁磁场分布图；

图10为图8仿真中现有技术电磁铁输出特性仿真结果；

图11为图9仿真中本发明电磁铁输出特性仿真结果。

图中：1、拉杆；2、磁座；3、前挡板；4、线包；5、外壳；6、绝缘套；7、后挡板；8、极头；9、沉孔；10、锥形孔；11、通孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。