本實(shí)用新型涉及一種電磁鐵結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種雙磁極結(jié)構(gòu)電磁鐵。
背景技術(shù)：
：隨著軍事和民用雷達(dá)對(duì)對(duì)系統(tǒng)集成度和探測(cè)距離的要求不斷提高，對(duì)電動(dòng)波導(dǎo)開(kāi)關(guān)在功率容量和小型化要求也提出了跟高的要求。為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)波導(dǎo)開(kāi)關(guān)的小型化設(shè)計(jì)，我們將電磁鐵代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)中所使用的直流電機(jī)，使電動(dòng)波導(dǎo)開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)尺寸獲得大幅壓縮，結(jié)構(gòu)更為緊湊，但傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電磁鐵，在較長(zhǎng)動(dòng)作行程的應(yīng)用過(guò)程中，由于受到本身結(jié)構(gòu)和性能的限制，導(dǎo)致輸出力達(dá)不到電動(dòng)波導(dǎo)開(kāi)關(guān)的工作要求，對(duì)產(chǎn)品的可靠性造成了嚴(yán)重影響。對(duì)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)電磁鐵，其輸出的電磁力，隨著電磁鐵拉桿的行程增大，而急劇下降，典型的電磁鐵的行程和電磁力輸出曲線見(jiàn)圖1和圖2所示，在結(jié)構(gòu)尺寸和功耗的限制下，無(wú)法滿足大行程、高輸出電磁力的需要。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)電磁鐵存在的不足主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：1、電磁鐵工作行程較長(zhǎng)時(shí)，輸出電磁力較小從圖1的傳統(tǒng)電磁鐵的輸出特性曲線可以看出，電磁鐵的輸出電磁力隨電磁鐵拉桿的工作行程變大而急劇減小。以本次引用為例，設(shè)計(jì)要求電磁鐵的拉桿行程不小于7mm。從圖中可查到，此時(shí)電磁忒能提供的拉力約為0.3N。無(wú)法滿足產(chǎn)品所需的可靠工作拉力（1.2N）的要求。2、提高電磁力的措施有限當(dāng)傳統(tǒng)電磁鐵的型號(hào)和工作行程確定后，僅能通過(guò)增大電磁鐵功耗這一手段來(lái)提高電磁鐵的輸出電磁力，造成電磁鐵線包的工作電流增大，為避免電磁鐵因過(guò)流或過(guò)熱而燒毀，驅(qū)動(dòng)電路必須相應(yīng)的斷電保護(hù)措施，增加設(shè)計(jì)復(fù)雜程度。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型的目的就在于提供一種解決上述問(wèn)題，在外形尺寸和功耗不變的條件下，提高電磁鐵輸出力，以滿足產(chǎn)品的工作需要的雙磁極結(jié)構(gòu)電磁鐵。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的：一種雙磁極結(jié)構(gòu)電磁鐵，包括從內(nèi)到外依次設(shè)置的絕緣套、線包、外殼，絕緣套的兩端分別同軸設(shè)置有磁座和極頭，絕緣套內(nèi)設(shè)有拉桿，所述拉桿一端從磁座中心伸入絕緣套，并與極頭接觸，所述極頭包括同軸設(shè)置的前部和后部，所述前部呈圓柱形，后部為一端蓋，前部插入絕緣套內(nèi)，后部與外殼固定連接；極頭內(nèi)從前部向后部依次同軸設(shè)有沉孔、錐形孔、通孔，所述錐形孔包括大端和小端，沉孔直徑大于大端直徑，通孔直徑與小端直徑相同，拉桿直徑與大端直徑相同，且伸入絕緣套的一端收縮成錐形，插入錐形孔中與其匹配貼合，所述拉桿外壁與沉孔內(nèi)壁保持間隙，所述沉孔長(zhǎng)度小于拉桿作行程0.3-0.7mm。作為優(yōu)選：所述拉桿外壁與沉孔內(nèi)壁的間隙距離為0.1至0.2mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：本實(shí)用新型適用于所有采用極頭結(jié)構(gòu)的電磁鐵，在原有極頭的基礎(chǔ)上，增設(shè)了一端沉孔，由于沉孔直徑大于大端直徑，能與插入的拉桿形成間隙，該間隙與本身的極頭一起，構(gòu)成了一個(gè)副極頭的結(jié)構(gòu)區(qū)域，該結(jié)構(gòu)能能在拉桿和極頭之間形成兩個(gè)高磁場(chǎng)區(qū)域，增強(qiáng)磁隙磁場(chǎng)強(qiáng)度，使本實(shí)用新型能在長(zhǎng)行程工作條件下，提高電磁鐵的輸出能力；也能在不改變電磁鐵外形尺寸的前提下，針對(duì)工作行程的實(shí)際需要，通過(guò)調(diào)整磁極的長(zhǎng)度，獲得最大電磁鐵輸出力。作為傳統(tǒng)的電磁式執(zhí)行元件，雙磁極架構(gòu)的電磁鐵可對(duì)目前市場(chǎng)上提供的管式和D型電磁鐵進(jìn)行完全替換，滿足于大行程、高電磁力輸出應(yīng)用的工業(yè)自動(dòng)化需求。附圖說(shuō)明圖1為現(xiàn)有技術(shù)電磁鐵結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中電磁鐵的輸出特性曲線圖；圖3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1的A局部放大圖；圖5為圖3的B局部放大圖；圖6-1為現(xiàn)有技術(shù)中極頭的剖視圖；圖6-2為現(xiàn)有技術(shù)中極頭的立體圖；圖6-3為現(xiàn)有技術(shù)中極頭的另一角度立體圖；圖7-1為本實(shí)用新型中極頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7-2為本實(shí)用新型中極頭的立體圖；圖7-3為本實(shí)用新型中極頭的另一角度立體圖；圖8為現(xiàn)有技術(shù)電磁鐵磁場(chǎng)分布圖；圖9為本實(shí)用新型電磁鐵磁場(chǎng)分布圖；圖10為圖8仿真中現(xiàn)有技術(shù)電磁鐵輸出特性仿真結(jié)果；圖11為圖9仿真中本實(shí)用新型電磁鐵輸出特性仿真結(jié)果。圖中：1、拉桿；2、磁座；3、前擋板；4、線包；5、外殼；6、絕緣套；7、后擋板；8、極頭；9、沉孔；10、錐形孔；11、通孔。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1：參見(jiàn)圖1到圖11，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)電磁鐵包括從內(nèi)到外依次設(shè)置的絕緣套6、線包4、外殼5，絕緣套6的兩端分別同軸設(shè)置有磁座2和極頭8，絕緣套6內(nèi)設(shè)有拉桿1，所述拉桿1一端從磁座2中心伸入絕緣套6，并與極頭8接觸，線包4靠近拉桿1的一端設(shè)置前擋板3，靠近極頭8的一端設(shè)置后擋板7。從傳統(tǒng)電磁鐵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以看出，當(dāng)電磁鐵線包4通電后，會(huì)在外殼5、磁座2、拉桿1和極頭8組成的磁路中激發(fā)磁場(chǎng)，當(dāng)電磁鐵處于工作行程之內(nèi)，拉桿1與極頭8分離后在拉桿1與極頭8之間形成了磁隙，磁隙的大小和磁隙內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，決定了電磁鐵拉桿1所受電磁力的大小。在電磁鐵拉桿1和極頭8之間的磁隙存在的前提下，通過(guò)改變極頭8的結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善磁隙中的磁場(chǎng)分布狀態(tài)。所以，本實(shí)用新型中的結(jié)構(gòu)為：一種雙磁極結(jié)構(gòu)電磁鐵，包括從內(nèi)到外依次設(shè)置的絕緣套6、線包4、外殼5，絕緣套6的兩端分別同軸設(shè)置有磁座2和極頭8，絕緣套6內(nèi)設(shè)有拉桿1，所述拉桿1一端從磁座2中心伸入絕緣套6，并與極頭8接觸，所述極頭8包括同軸設(shè)置的前部和后部，所述前部呈圓柱形，后部為一端蓋，前部插入絕緣套6內(nèi)，后部與外殼5固定連接；極頭8內(nèi)從前部向后部依次同軸設(shè)有沉孔9、錐形孔10、通孔11，所述錐形孔10包括大端和小端，沉孔9直徑大于大端直徑，通孔11直徑與小端直徑相同，拉桿1直徑與大端直徑相同，且伸入絕緣套6的一端收縮成錐形，插入錐形孔10中與其匹配貼合，所述拉桿1外壁與沉孔9內(nèi)壁保持間隙，所述沉孔9長(zhǎng)度小于拉桿1作行程0.3-0.7mm，所述拉桿1外壁與沉孔9內(nèi)壁的間隙距離為0.1至0.2mm。其最明顯的區(qū)別是，在原有極頭8的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)沉孔9，使原來(lái)的單極頭8的外緣形成了一個(gè)副極頭8，可見(jiàn)圖3。圖4為兩種極頭8結(jié)構(gòu)在相同安匝數(shù)（700安匝）和拉桿1行程（7毫米）情況下，經(jīng)電磁仿真后，電磁鐵內(nèi)部磁場(chǎng)分布對(duì)比圖。從圖中圓圈處可以看出，采用雙極頭8結(jié)構(gòu)的電磁鐵的磁隙磁場(chǎng)分布得到有效改善。在仿真模型中的副磁極長(zhǎng)度為6.5mm（沉孔9深度），在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可按照不同行程的工作要求，通過(guò)調(diào)整雙磁極結(jié)構(gòu)的副磁極的長(zhǎng)度，可以在所需的工作行程條件下，讓雙磁極結(jié)構(gòu)電磁鐵獲得最大的輸出電磁力。為了進(jìn)行兩種結(jié)構(gòu)電磁鐵的性能對(duì)比，我們建立了結(jié)構(gòu)尺寸和激勵(lì)能量相同的條件下的兩種結(jié)構(gòu)的電磁鐵仿真模型，并對(duì)雙磁極結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)兩種電磁鐵進(jìn)行工作行程掃描仿真，仿真結(jié)果和輸出特性曲線可見(jiàn)圖8到圖11。其中激勵(lì)能量的安匝數(shù)為700安匝，雙磁極結(jié)構(gòu)中，副磁極長(zhǎng)度6.5mm，雙磁極結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)兩種電磁鐵進(jìn)行掃描仿真的工作行程為0mm至10mm。從圖8、圖9的仿真中，我們得到本實(shí)用新型和傳統(tǒng)兩種電磁鐵的輸出特性曲線，參見(jiàn)圖10、圖11。并更從圖中得到對(duì)應(yīng)拉桿1行程的電磁力的關(guān)系表，參見(jiàn)表1和表2。表1現(xiàn)有技術(shù)電磁鐵拉桿1行程和電磁力關(guān)系表序號(hào)拉桿行程電磁力（牛頓）10mm18.95943newton21mm9.273502newton32mm6.111886newton43mm4.205857newton54mm2.969692newton65mm2.337533newton76mm1.767024newton87mm1.391858newton98mm1.136107newton109mm0.9573871newton1110mm0.8198704newton表2本實(shí)用新型電磁鐵拉桿1行程和電磁力關(guān)系表序號(hào)拉桿行程電磁力（牛頓）10mm13.16491newton21mm6.913048newton32mm4.588838newton43mm3.345197newton54mm2.61912newton65mm2.306424newton76mm2.552097newton87mm2.243026newton98mm1.899302newton109mm1.67224newton1110mm1.411406newton從仿真結(jié)果可以看出：在同樣的7mm拉桿1行程時(shí)，雙磁極電磁鐵能提供2.24N的拉力，比傳統(tǒng)單磁極電磁鐵所提供拉力1.39N提升了61%。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3