一種電磁鐵的製作方法

2023-04-22 23:51:36

本發明屬於電磁鐵技術領域，具體地涉及一種高能效體積比的電磁鐵。

背景技術：

電力機車作為流動人口和物資運輸的重要手段，為適用我國南北跨度大、晝夜溫差比較大的特點要求機車上所用氣動元件的適應溫度範圍在-40℃～+70℃；電磁鐵用於在機車真空斷路器控制系統中推動真空斷路器，並在斷路器合閘動作後，使其保持在合閘狀態,替換原氣動或氣動於保持線圈組合的推動方式，使其適應更寬的溫度範圍，減少環節，增加產品可靠性。

電磁鐵的線圈在通電時在內部產生電磁場，裡面的動鐵芯在磁場作用下產生電磁力並與靜鐵芯吸合在一起，從而推動連接杆上的動觸點與真空斷路器上的靜觸點閉合，當電流斷開時，動鐵芯在回位彈簧作用下，回到原位。當需要增強磁場力時，現有的通常做法是增大線圈的線徑或圈數，增大安匝比，此方式雖然實現起來簡單，但會使電磁鐵體積變大，且成本高；當需要增加電磁鐵行程時，現有的通常做法是加大吸合的傾斜角度來達到目的，此方式雖然實現起來簡單，但會使電磁鐵變長也很重，且成本高。

技術實現要素：

本發明的目的在於為解決上述問題而提供一種體積小，特別是縱向尺寸小，且達到最佳能效體積比，成本低的電磁鐵。

為此，本發明公開了一種電磁鐵，包括線圈、骨架、動鐵芯和靜鐵芯，所述線圈纏繞在骨架上，所述動鐵芯和靜鐵芯設置在骨架內，所述靜鐵芯設有多個第一錐形極面，所述動鐵芯設有多個第二錐形極面，多個第一錐形極面與多個第二錐形極面一一相適配，線圈通電時，動鐵芯和靜鐵芯通過第一錐形極面與第二錐形極面之間的電磁力而相互吸合。

進一步的，所述第一錐形極面為圓錐形極面，所述第二錐形極面為圓錐形極面。

更進一步的，所述第一錐形極面和第二錐形極面的圓錐角均為15-25度，優選為20度。

進一步的，多個第一錐形極面依次嵌套設置，多個第二錐形極面依次嵌套設置。

更進一步的，相鄰的第一錐形極面的傾斜方向相反，相鄰的第二錐形極面的傾斜方向相反。

更進一步的，相鄰的第一錐形極面之間具有一公共端，相鄰的第二錐形極面之間具有一公共端

進一步的，所述第一錐形極和第二錐形極面的數量均為3個。

進一步的，還包括外導磁迴路，所述外導磁迴路包覆在線圈和骨架外面。

進一步的，還包括連接杆，所述連接杆與動鐵芯固定設置。

本發明的有益技術效果：

本發明的動鐵芯和靜鐵芯之間通過多個錐形極面配合來增大磁通面積而增大電磁力，從而實現在同樣力值要求和行程要求時，體積可以更小，特別是縱向尺寸可以大大減小，使得重量輕，功耗小，成本低，壽命長，特別適用於對空間有嚴格要求的場合。

附圖說明

圖1為本發明具體實施例的剖視圖。

圖2為本發明具體實施例的靜鐵芯的結構示意圖；

圖3為本發明具體實施例的動鐵芯的結構示意圖。

具體實施方式

現結合附圖和具體實施方式對本發明進一步說明。

如圖1所示，一種電磁鐵，包括外導磁迴路1、線圈2、骨架3、動鐵芯4、復位彈簧5、靜鐵芯6和線圈固定座7，所述線圈2和骨架3設置在外導磁迴路1內，線圈2纏繞於骨架3上，外導磁迴路1和骨架3由線圈固定座7進行固定，所述靜鐵芯6固定設置在骨架3的一端內，所述動鐵芯4可以在線圈2和復位彈簧5的作用下，沿著縱軸在骨架3內、在吸合位置和脫開位置之間滑動，其具體結構可以參照現有的電磁鐵結構，此是本領域技術人員可以輕易實現的，不再詳細說明。

本具體實施例中，動鐵芯4還固定有連接杆8，具體可以參照現有的斷路器的連接杆結構，此是本領域技術人員可以輕易實現的，不再詳細說明。

所述靜鐵芯6設有多個第一錐形極面61，所述動鐵芯4設有多個第二錐形極面41，多個第一錐形極面61與多個第二錐形極面41一一相適配，線圈2通電時，動鐵芯4和靜鐵芯6通過第一錐形極面61與第二錐形極面41之間的電磁力而相互吸合。

本具體實施例中，動鐵芯4和靜鐵芯6均由軟磁材料製成。

本具體實施中，第一錐形極面61的數量為3個，同樣，第二錐形極面41的數量也為3個，當然，在其它實施例中，第一錐形極面61和第二錐形極面41的數量可以根據不同截面積來設計，如為了使電磁鐵縱向尺寸更小，則可以設置更多的第一錐形極面61和第二錐形極面41，此是本領域技術人員可以輕易實現的，不再詳細說明。

本具體實施中，所述第一錐形極面61為圓錐形極面，所述第二錐形極面41相應的也為圓錐形極面，圓錐形極面可以使結構更緊湊，電磁力更大，當然，在其它實施例中，第一錐形極面61和第二錐形極面41也可以採用其它錐形結構，如三角錐形或四面錐形結構等，此是本領域技術人員可以輕易實現的，不再詳細說明。

本具體實施例中，所述第一錐形極面61和第二錐形極面41的圓錐角均優選在15-25度之間，更優選為20度。

本具體實施例中，為了使動鐵芯4和靜鐵芯6結構更緊湊，體積更小，特別是橫向體積更小，所述多個第一錐形極面61依次嵌套設置，所述多個第二錐形極面41也相應依次嵌套設置。

當然，在其它實施例中，多個第一錐形極面61也可以不是依次嵌套設置，如分散設置等，此是本領域技術人員可以輕易實現的，不再詳細說明。

進一步的，相鄰的第一錐形極面61的傾斜方向相反，相鄰的第二錐形極面41的傾斜方向相反，從而使錐形極面之間更緊湊，動鐵芯4和靜鐵芯6的體積更小。

更進一步的，相鄰的第一錐形極面61之間具有一公共端62，相鄰的第二錐形極面41之間具有一公共端42，使得相鄰錐形極面間距最小，進一步減小動鐵芯4和靜鐵芯6的體積。

動鐵芯4可以是一體成型件或由若干錐形環套設組成，靜鐵芯6可以是一體成型件或由若干錐形環套設組成。

工作過程：線圈2在通電時，動鐵芯4和靜鐵芯6在磁場力作用下通過多個第二錐形極面41和多個第一錐形極面61產生摺疊式磁迴路，產生大電磁力，而吸合在一起，從推動連接杆8上的動觸點與真空斷路器上的靜觸點閉合，當電流斷開時，動鐵芯4在復位彈簧5的作用下，回到原位。

本發明的動鐵芯和靜鐵芯之間通過多個錐形極面配合來增大磁通面積，而使得動鐵芯4得到更大電磁力，從而實現在同樣力值要求和行程要求時，電磁鐵的體積可以更小，特別是縱向尺寸可以大大減小，使得重量輕，功耗小，成本低，壽命長，特別適用於對空間有嚴格要求的場合。

儘管結合優選實施方案具體展示和介紹了本發明，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發明的精神和範圍內，在形式上和細節上可以對本發明做出各種變化，均為本發明的保護範圍。