[其他]电磁吸动装置的动恒力矩法及其应用

说明书

本发明属电磁控制技术领域中，保持电磁吸动装置动态过程中的力矩不变的一种方法。

在现有技术中的电磁吸动装置，如牵引电磁铁、阀用电磁铁一类，其吸合的动态过程中均存在以下问题：

1.吸合过程的最初位置，电磁铁气隙最大，励磁电流最大;磁力与气隙的平方成反比，吸力最小。为了满足负载的起动力矩，势必增加励磁电流和导磁截面来增加磁通量，然而磁通量和吸力的关系是一次函数关系。

2.起动后，随着气隙的减少，电磁力增加，若负载不变，电磁力矩又显得有些多余，尤其是当电磁铁完全闭合后，较大的励磁电流和电磁力又是一种浪费。

本发明提供一种动恒力矩法以解决上述矛盾。动恒力矩法是在电磁吸动装置的动态过程中，根据电磁吸力与气隙的平方成反比的关系，建立一种力臂与气隙的平方成正比的关系，实现恒力矩动态过程，其动态过程原理如附图3所示。

附图3中（1）是动铁;（2）是变力杆;（3）是负载;（4）是静铁。上图是吸合过程的初始位置。此时，动静铁间的气隙最大吸力最小，但由于动铁作用在变力杆的A点，力臂较长，力矩较大。当动铁沿箭头方向向下吸动时，动铁对变力杆的作用点会沿圆弧下移。气隙减小，吸力增大，同时力臂减小，力矩不变。当动静铁完全吸合时，动铁对变力杆的作用点移到B点，此时吸力最大，力臂最小，即下图所示的状态。

如图3所示的机构，设负载力臂为1，则动铁的力臂始终小于1。但是，从动铁的行程S₁和负载的行程S₂来比较，由于初始气隙很小，其初始力矩要比没有使用此机构时要大得多。

要建立力臂与气隙的平方成正比的关系，同时考虑到摩擦力吸持力等因素（一次函数），可建立一个含有二次项、一次项及常数项的二次函数曲线，也就是动铁对变力杆作用点的轨迹。

综上所述本发明所提供的动恒力矩法，便电磁吸动装置的吸合动态过程保持恒力矩，且可以较小的动作行程获得较大的负载行程，缩小了装置的初始气隙，能提高装置的吸力且具有明显的节能效果。

具体实施例如附图1和附图2所示的阀用推力电磁铁。图中：（1）是动铁;（2）是静铁，动静铁吸合时，动铁作用于变力杆（3），通过导向块（4）将作用力传递给负载顶杆（7），（6）是导向铜套。图中所示的实施例具有两个电磁线圈，分别绕在静铁两个磁轭上。

附图说明：

附图1：应用动恒力矩方法的阀用电磁铁结构图。

附图2：附图1的侧向剖视图。

在附图1及附图2中：

（1）-动铁;（2）-静铁;（3）-变力杆;

（4）-导向块;（5）-电磁线圈;（6）-导向铜套;

（7）-负载顶杆。

附图3：动恒力矩法动态原理图。图中：

（1）-动铁;（2）-变力杆;（3）-负载;

（4）-静铁。

附图4：现有技术领域中阀用电磁铁结构原理。