[实用新型]节能牵引电磁铁

说明书

本实用新型涉及电磁铁技术，特别是一种牵引电磁铁。

现有的各种系列交流牵引电磁铁均采用硅钢片叠置而成的芯铁。为使电磁铁在断电后能自由脱开，在衔铁顶部留有一去磁气隙。去磁气隙的存在使电磁铁的拍合力几乎全部由铁芯与静铁的拍合表面承受。由此造成在长期高频撞击下该部件发生卷曲变形，影响电磁铁工作的可靠性和使用寿命。为克服上述不足，需大幅度的增加铁芯面积，这无疑增加了铜铁消耗，使电磁铁的成本造价上升。上述电磁铁的磁路设计采用等截面设计准则。即线圈内衔铁截面构成的主磁路截面积，等于或略小于线圈外部静铁构成的磁路截面积。由于气隙的存在，使得电磁铁工作时，即动静铁处于接触状态时。衔铁端部与静铁为不接触表面。磁回路中磁路工作磁通量主要由气隙磁阻决定。气隙的磁阻远大于铁磁阻。也就是说，在衔铁铁芯中产生的磁通只有部分通过静铁形成的回路。可见静铁的截面积远没有被利用。这就造成了磁回路用材的极大浪费。

在中国专利，公开号为CN2082891，名称为：《节能调速、力矩去磁电磁铁》，发明人提出了一种力矩去磁技术。即在衔铁的侧部静铁配合处加一弹簧推动的去磁销钉。使电磁铁在断电后，由于去磁销钉的弹力对铁芯产生一转矩而使衔铁脱开。这种办法在实际应用中会因弹簧弹性改变，塑性变形使转矩变小或出现卡死。还会因销钉的自身变形或其在静铁表面撞击部出现凹坑而失效。这种方法没有从磁路设计上降低材料消耗。而且由于产生力矩的去磁作用弹簧销钉的安装而增加了衔铁端盖的厚度，反而使造价上升。

本实用新型目的在于从牵引电磁铁磁路的理论分析与实验着手，从根本上分析探索造成剩磁的根本原因与去磁机理，以新的磁路设计和线圈新结构，实现电磁铁安全可靠工作，节约铜铁消耗。

通过以下方式实现上述目的。

双直流供电节能牵引电磁铁，包括有线圈以及绕制线圈用的有贯通孔的线圈导套。还有在电磁吸力作用下其工作段穿过线圈贯通孔的与静铁拍合的衔铁。以及围绕上述线圈与衔铁组合形成磁回路的静铁。本实用新型一改已有电磁铁的设计准则。即磁回路的静铁段截面积大于等于衔铁铁芯的截面积。采用不等截面设计。使静铁磁回路的截面小于衔铁铁芯截面，取消去磁气隙，并在磁回路上采用去除部分金属的办法，来起到原去磁气隙的作用，在衔铁端盖与静铁之间仅留有很小的工艺间6，并配以短式和／或变截面线圈，而达到节能和跟踪牵引力目的。

这种技术的特征是：

电磁铁静铁形成磁回路段的截面小于线圈贯通孔内的铁芯构成的磁回路段截面积。衔铁端盖与静铁间取消去磁气隙，仅留有0.1～0.5mm的工艺间隙。衔铁端盖上去除部分金属或开槽或钻孔，以减小该处芯铁截面积。使线圈内铁芯的主磁通不能全部通过静铁形成良好的回路。也采用同样方式去除静铁上部分金属以增加回路的磁阻。于此同时，可以优选短式线圈。即线圈安装在衔铁与静铁拍合面之外。以减小电磁铁的端面力。采用短式变截面线圈，即线圈截面为非矩形形状。在减少端面力同时，具有跟踪电磁铁负载的能力。

本实用新型具有以下优点：

1、铁芯截面减小，线圈绕制直径减小，实现高磁通，可大幅度节铜，节铁；

2、静铁回路截面减小，并在局部去除部分金属，蟮铁耗进一步降低。

3、取消去磁气隙，静铁承受部分工作负载，有助于提高电磁铁使用寿命。

4、短式或变截面线圈，可有效减小端面力，耵改善负载特性，提高电磁铁使用寿命。

5、整体钢制作铁芯有助于提高电磁铁机械强度。

6、双直流供电，功率因数大于85％，节能指标大于95％；

附图一为本实用新型实施例结构示意图；

本实用新型的15kg力级，50mm行程的双直流供电节能牵引电磁铁，可代替MQ1－15N型交流牵引电磁铁。外电源为交流电。通过电子电路实现直流启动，直流保持的电磁铁线圈双直流供电。铁芯采用外工业纯铁整体钢制作。铁芯截面为28×28mm。线圈5采用高磁密设计。蟮静铁6磁回路面积为6×30。在其侧面开有腰形孔，以增加回路磁阻。在线圈底部静铁上留有的台阶上和线圈上部均装有薄铁板4（7）。用于保证短式线圈的安装位置。并保护线圈不损坏。在静铁与衔铁拍合面处留有磁引导段8，以减小可能形成的漏磁。在衔铁1的端盖上开有一个横置的长孔2。阻止主磁路与回路形成良好回路。消除去磁气隙，仅保留0.3mm的工艺间隙3。本实施例其保持力为25kg。断电后衔铁可自行脱开。铁重仅2kg。铜重仅0.6kg。与传统同一力级电磁铁比较，节材率大于70％。节能大于95％。电磁铁工作可靠。