一种螺线管，其包括：磁力架；绕线筒，所述绕线筒具有一定长度；保持线圈；具有一定长度的拾取线圈；固定极；具有一定长度的可动电枢；和回位弹簧，其对所述电枢施加偏压使其远离所述极。螺线管包括电枢和固定极由磁隙分离开时的拾取状态和当电枢和固定极相互靠近时的保持状态。拾取线圈在所述绕线筒上卷绕一所述绕线筒的长度的一部分上而保持线圈在所述绕线筒上卷绕绕线筒的长度的其余部分上。拾取线圈的长度与电枢的长度大体相等但是小于绕线筒的所述长度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
公开的理念整体涉及一种电磁致动器并且更加特别地涉及一种螺线管。
技术介绍
电磁致动器(诸如螺线管)用于多种不同的用途。螺线管响应施加到其端子的电力提供电磁力。螺线管能够包括空气磁芯或者芯。在芯螺线管中，磁力架与由线圈产生的磁通配合，以便提供用于磁通的闭合的低磁阻的磁路。线圈在绕线筒上卷绕绕线筒，并且安装在磁力架内部。螺线管还包括可动芯或者电枢和固定芯或者极。磁通完成从极通过磁隙至电枢抵达磁力架然后返回到极的路径。在磁通的完整行进中，一些磁通(即，漏磁通)不能抵达电枢。这种漏磁通被浪费掉，并且这种漏磁通不能产生磁力。因此，为了高效使用螺线管，应当使漏磁通量最小化，以便能够使磁力最大化。参照图1，螺线管2包括磁力架4、保持线圈6、拾取线圈(pickup coil)8、绕线筒10、固定芯(极)12、可动芯(电枢)14、回位弹簧16和柱塞18。诸如螺旋管2的螺线管具有两个极端位置，所述两个极端位置包括电枢14和极12分开最大可行间隙(或者图1和图2的磁隙20)时的第一位置(或者拾取状态)和当电枢14和极12互相接近(例如，几乎碰触)(如图1中的虚线所示)时的第二位置(或者保持状态)。在没有向保持线圈6和拾取线圈8的线圈端子(未示出)提供电源(未示出)时发生螺线管拾取状态。在拾取状态中向线圈端子提供电力之后，线圈6、8根据螺线管状态、线圈阻抗和线圈卷绕匝数承载一定量电流。线圈6、8的匝数(N)和由线圈6、8承载的电流(I)决定在所述绕线筒上卷绕线圈端上的总磁动势NI。线圈6、8上的NI量和磁隙20决定了螺线管2中的磁通的值。拾取线圈8和保持线圈6能够或串联或者并联卷绕。通常，在螺线管2中的线圈6、8之间不存在电连接，并且它们通过“节电”电路(未示出)串联或者并联。适当的“节电”或者“极端节电(cut-throat)”电路(未示出)能够用于去激励拾取线圈8，以便保存电力并且在保持状态中最小程度地加热螺线管2 ο节电电路能够由定时电路(未示出)来实施，所述定时电路仅对拾取线圈8施以脉冲一预定时间，所述预定时间与正常电枢操作时间成比例。这通过使用双线圈布置方案来实现，在所述双线圈布置方案中，设置有适当的相对较低的电阻电路或者线圈和适当的与磁力架线圈串联的相对较高电阻电路或者线圈。初始，节电电路允许电流流经低电阻电路，但是在适当时间之后，节电电路截断低电阻路径。这适当减小在静止状态期间消耗的电量(例如，相对长期的激励)。在图1中采用的示例绕组方式是这样:其使得拾取线圈8首先在所述绕线筒上卷绕绕线筒10的整个高度(参照图1)上，然后保持线圈6卷绕拾取线圈8的大约整个高度(参照图Do存在螺线管的改进空间。
技术实现思路
根据一个方面，螺线管包括磁力架、具有一定长度的绕线筒、保持线圈、具有一定长度的拾取线圈、固定极、具有一定长度的可动电枢和对所述电枢施加偏压使其远离所述固定极的回位弹簧。螺线管包括在电枢和极由磁隙分离开时的拾取状态和在电枢和极相互靠近时的保持状态。拾取线圈在所述绕线筒上卷绕绕线筒的长度的一部分上并且保持线圈在所述绕线筒上卷绕绕线筒的长度的其余部分上。拾取线圈的长度与电枢的长度大体相同但是小于绕线筒的长度。【附图说明】当结合附图阅读时能够从优选实施例的以下描述中获得本公开理念的全面理解，其中:图1是螺线管的垂直截面图，其中，拾取线圈的高度与绕线筒的高度大体相同；图2是示出图1的螺线管的漏磁通的图；图3是根据本公开的实施例的螺线管的垂直截面图，其中，拾取线圈在所述绕线筒上卷绕电枢附近并且拾取线圈的高度与电枢的高度大体相同；图4是示出了图3的螺线管的漏磁通的图；图5是图3的绕线筒、拾取线圈和保持线圈的简化截面图。【具体实施方式】当在此使用时，术语“数量”将表示一或者大于一的整数(S卩，多个)。当在此使用时，“连接”或者“联接”在一起的两个或者更多个部件将表示部件直接或者通过一个或者多个中间部件联结在一起。此外，当在此使用时，附接两个或者更多个部件表示部件直接联结在一起。结合示例性螺线管描述了公开理念，尽管公开的理念可以应用于宽范围的不同螺线管。公开的理念采用了螺线管中的双线圈布置方案，用于有效降低漏磁通量。图2示出了图1的螺线管2中的对应磁通分布。存在从极12泄漏至磁力架4的相对较大量的漏磁通22 ο由于这种相对较高的漏磁通22，抵达电枢14的有用磁通不足以使得电枢向极12移动(因为其没有产生足够的力)，这导致需要更多的NI。能够通过提供通过线圈的更多的电流(和更高的拾取电压(pick up voltage))来实现针对给定数量线圈[Μ数的NI需求增加。相对更高的漏磁通22减小螺线管2的整体效率和有效性。在拾取状态(pickup)中电枢14开始行进时，磁隙20最大，这继而导致对应磁路的磁阻最大。图1的螺线管2在拾取状态中针对给定的NI产生最小的磁通，这继而导致产生最小化的磁力。为了在拾取状态中产生足够的NI，拾取线圈8必须承载相对更大量的电流(从而导致相对更高的拾取电压)。磁通从极12通过磁隙20至电枢14抵达磁力架4并且返回到极12完成其路径。在这个磁通的完整行进路径中，存在一定量的不能抵达电枢14的磁通(SP，图2的漏磁通22) ο在拾取状态中，由拾取线圈8产生的磁通针对给定的NI最小化，使得其对于最小化漏磁通至关重要。当电枢14开始朝向极12行进时，磁隙20开始减小，这导致更小的磁阻和更多的磁通。这种现象直到保持状态为止均为有效，并且其逐渐减小将电枢14保持在保持状态中所需的NI。拾取状态中从极12泄漏到磁力架4的磁通量大于保持状态中从极12泄漏到磁力架4的磁通量，原因在于在保持状态中磁隙20被减小。结果，这使得非常难于控制拾取状态中的漏磁通22(图2)以获得所需的有用的磁通(通过电枢14)以及所导致产生的磁力。否则，如果漏磁通22更大，则螺线管2将需要拾取线圈8上的更多的NI来驱动电枢14。存在多种方式将线圈在所述绕线筒上卷绕绕线筒上。根据卷绕方式，改变针对磁通的磁阻，这继而改变了从极泄漏到磁力架的漏磁通量。参照图3，根据公开的理念，螺线管30采用了双直流电(DC)线圈32、36的双线圈布置方案。第一或者拾取线圈32具有相对较低的电阻并且采用了相对更低的AWG线圈绕组。第二或者保持线圈36具有相对更高的电阻并且采用了相对更高的AWG线圈绕组。初始，在拾取状态中，仅拾取线圈32承载电流，而在保持状态中，通过适当的电路(举例但不限于，节电电路，所述节电电路的功能与RC计时器(未示出)类似)将电源(未示出)切换到保持线圈36。在拾取状态中，仅拾取线圈32承载电流;而在保持状态中，保持线圈或者拾取线圈和保持线圈(取决于节电电路中的电连接)均承载电流。螺线管30处于非激励位置中(准备好拾取)，其中，回位弹簧42推动电枢40向上(参照图3)至止动件48，以便提供最大的可能磁隙(图3和图4的电枢40和极38之间的磁隙50)。还设置有连接到电枢40并且突出通过磁力架34中的开口54的柱塞52。作为非限制示例，相对较低电阻的拾取线圈32在25°C和2000AT的NI(安培匝数)的情况下具有大约4.5 Ω的电阻，而相对较当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种螺线管(30)，其包括：磁力架(34)；具有一定长度(H)的绕线筒(44)；保持线圈(36)；具有一定长度(H1)的拾取线圈(32)；固定极(38)；具有一定长度的可动电枢(40)；和回位弹簧(42)，其对所述电枢施加偏压使其远离所述固定极；其中，所述螺线管包括所述电枢和所述固定极由磁隙(50)分离开时的拾取状态和所述电枢和所述固定极相互靠近时的保持状态；其中，所述拾取线圈在所述绕线筒上卷绕所述绕线筒的长度的一部分(H1)，而所述保持线圈在所述绕线筒上卷绕所述绕线筒的长度的其余部分(H2)；并且其中，所述拾取线圈的所述长度与所述电枢的所述长度大体相等，但是小于所述绕线筒的所述长度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿奇特·阿加瓦尔，克里斯托弗·肯尼思·怀亚特，
申请(专利权)人：雷比诺有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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