专利名称：往复式永磁电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种往复式永磁电动机，即一种双稳态永磁装置，适于用作各类开关电器这操动机构原动机。
往复式永磁电动机与传统概念中的马达之最大的区别在于它不是由转动轴端输出扭矩或具有一定转速的转动力，而是由伸缩轴端输出直线往复运动的推/拉力，并能依靠永久磁体的剩磁力使伸缩轴保持在两端点极限位置中的某一点上，即所谓的双稳态永磁装置。
1984年3月机械工业出版社出版的《断路器的理论与设计》记载，1968年，英国首先出现应用永磁式操动机构的真空断路器。
1998年，ABB德国Calor Emag开关厂在汉诺威国际工业博览会上展出了一台永磁机构操动的真空断路器VMI，VMI的操动机构的核心部分即为往复式永磁电动机，亦称双稳态永磁装置。该双稳态永磁装置，有方形衔铁，该衔铁在两上电磁线圈激励的磁场作用下转换到相应的极限位置，然后由两个永磁体的磁场使之保持在该极限位置。转换操作是在两方形线圈的一个中，通电激励直至超过永磁体的保持力使之释放。即使在辅助电源完全故障的情况下，仍然能够操作200秒钟。然后可用标准的紧急手动操作装置分断断路器。
该往复式永磁电动机，亦即双稳态永磁装置，有以下不足①静铁芯采用矽钢片叠成方形，用材成本高、装配难度大。
②由于是方形，活动衔铁横向定位困难，在磁力作用下，难免与静铁芯碰撞磨损，影响特性。
③中部方形主磁极靴为永磁体，其有效面积受限制，若欲加大磁通量，十分困难。
④依靠单个线圈通电产生磁场去克服原有方向的永磁体吸力，以使活动衔铁被吸向另一方向，其启动力是两反向磁力之差，故力小，影响启动特性。
本实用新型是对上述不足的改进，提出一种成本低廉、结构独特、性能稳定、配套灵活、定位精确、装配方便的往复式永磁电动机，亦即双稳态永磁装置，为各类开关电器，尤其是真空开关(断路器、接触器)的操动机构提供一种国产新型双稳态永磁装置，填补国内空白，打破外国封锁，满足市场的需求。并在电磁学理论的实际应用方面越超国际水平。
本实用新型的技术方案是一种往复式永磁电动机，有外壳(5)，外壳(5)内中心部有主磁极(1)，主磁极(1)有中心孔，孔内有衔铁(4)，在外壳(5)内主磁极(1)二侧分别各有电磁线圈(3)，主磁极(1)中心孔内壁是圆柱面，衔铁(4)是圆柱体，衔铁(4)位于主磁极(1)的中心孔内可上下自由移动。
本技术的理论基础是1、磁力线是不相交、不交叉、无头无尾的封闭回线。
2、磁力线总是自身力求最短、或是走磁阻最小的路径。
3、同性相斥、异性相吸。
由于采用上述技术方案使本实用新型在结构上具有以下优点①除少量零部件采用不锈钢(伸缩轴)和45#钢(底脚螺丝)外，其它均采用普通低碳钢一软磁材料制作，外壳采用热轧钢管，材料成本低廉。
②主体结构为圆柱/圆筒形全封闭，加工简易方便，并具有减小与外界相互影响的磁屏蔽作用。
③圆柱形活动衔铁无须切向定位，并相当于气筒活塞，自然形成了唧筒式气压缓冲器，可大大减轻操动行程终端的撞击力。
④各部、零件之间均设计有止口，定位精确，装配、调整简单易行。
⑤中部基座和永久磁体设计成圆环形径向主磁极，故有效面积可自由调配，以达到最佳状态，运动行程亦便于调整，能满足不同用途的需要。
⑥电磁线圈对称地一分为二，可串联、或并联灵活运用，以适应在不同的操作电压中使用。
⑦两个电磁线圈在工作时是同时通电，其中一个产生反向磁场，与永磁体磁场相斥；另一个产生同向磁场，与永磁体磁场叠加，主磁场磁力线变换路径。此时，活动衔铁同时受到一个斥力和一个吸力，两个力方向一致，使衔铁迅速向另一极限位置运动。其启动力大，转换快速，特性好。
图1是本实用新型的实施例；图2是图1的A-A剖面图3是图2的I-I剖面图；图4是各部件间止口结构图。
图中(1)主磁极(永磁体)，(2)基座，(3)电磁线圈，(4)衔铁，(5)外壳，(6)端盖，(7)伸缩轴，(8)拉杆螺丝，(9)底脚螺丝，(10)止口。
以下结合附图详细叙述本实用新型一种往复式永磁电动机一种往复式永磁电动机，有外壳(5)，外壳(5)内中心部有主磁极(1)，主磁极(1)有中心孔，孔内有衔铁(4)，在外壳(5)内主磁极(1)二侧分别各有电磁线圈(3)，主磁极(1)中心孔内壁是圆柱面，衔铁(4)是圆柱体，衔铁(4)位于主磁极(1)的中心孔内可上下自由移动。主磁极(1)可以是圆环体。主磁极(1)的圆环体可以是分瓣组合结构。在圆环体主磁极(1)与外壳(1)内壁之间，可以有圆环形基座(2)。主磁极(1)的两侧的电磁线圈(3)可以并联，也可以串联(图1、2、3)。
主磁极(1)二侧可以分别各有一电磁线圈(3)，二电磁线圈串联或并联，主磁极(1)可以是圆环体，衔铁(4)是圆柱体，衔铁(4)位于圆环体主磁极(1)的圆环中心孔内，二者可以是滑配合，在衔铁(4)二端部有伸缩轴(7)；电磁线圈(3)的导线环形地绕在圈架上，其圈架是有上、下端盖的空心圆管，衔铁(4)位于管孔内自由上下移动。各部件在A处设计定位止口(10)可保证装配方便。(图4)本实用新型往复式永磁电动机可适用于各类往复运动机械设备，如切换阀门、铁轨板道装置等，尤其适用于各种规格的真空断路器。若将其用于真空接触器和各类电磁开关，则意义更大。因为利用本实用新型取代传统的电磁线圈后，不再依靠自保持接点和运行中长期通电的电磁线圈，而是利用永磁体的磁场吸力保持，运行中不耗电，既可消除烦人的电磁噪音又节约大量电能消耗(以每个电磁开关的平均年耗电量2000KWH计，一个中型工厂约可节电2000*500＝1000,000KWH/年，合电费(0.5元/KWH)50万元。
权利要求1.一种往复式永磁电动机，有外壳(5)，外壳(5)内中心部有主磁极(1)，主磁极(1)有中心孔，孔内有衔铁(4)，在外壳(5)内主磁极(1)二侧分别各有电磁线圈(3)，其特征是主磁极(1)中心孔内壁是圆柱面，衔铁(4)是圆柱体，衔铁(4)位于主磁极(1)的中心孔内可上下自由移动。
2.由权利要求1所述的往复式永磁电动机，其特征是主磁极(1)是圆环体。
3.由权利要求2所述的往复式永磁电动机，其特征是主磁极(1)的圆环体是分瓣组合结构。
4.由权利要求3所述的往复式永磁电动机，其特征是在圆环体主磁极(1)与外壳(1)内壁之间，有圆环形基座(2)。
5.由权利要求1所述的往复式永磁电动机，其特征是主磁极(1)的两侧的电磁线圈(3)可以并联，也可以串联。
专利摘要一种往复式永磁电动机,有外壳(5),外壳(5)内中心部有主磁极(1),主磁极(1)有中心孔,孔内有衔铁(4),在外壳(5)内主磁极(1)二侧分别各有电磁线圈(3),主磁极(1)中心孔内壁是圆柱面,衔铁(4)是圆柱体,衔铁(4)位于主磁极(1)的中心孔内可上下自由移动。本实用新型成本低廉、结构独特、性能稳定、配套灵活、定位精确、装配方便。
文档编号H02K33/00GK2392303SQ9922928
公开日2000年8月16日 申请日期1999年8月30日 优先权日1999年8月30日
发明者纪澍农 申请人:纪澍农