型高速电磁铁的第二种实施方式在第一种实施方式的基础上，改变主副磁极的结构组合形式，副磁极12为中心开有通孔的圆柱体，主磁极13为“T”字型圆柱体，凸缘9在副磁极底部近线圈侧，主磁极直径与副磁极12阶梯中心孔直径相等。
[0033]结合图4(c)，本发明的永磁日型高速电磁铁的第三种实施方式在第一种实施方式的基础上，改变主副磁极结构，副磁极12为圆柱体，中心开有凹槽，凹槽底部开有阶梯通孔，主磁极13为圆柱体，顶端开有带螺纹的直孔，其直径与凹槽阶梯中心同孔大小相等，凸缘在主磁极13底部近线圈侧。主磁极13、线圈6、副磁极12自上而下依次布置于外壳体1中，主副磁极通过小螺母固连，永磁体5自下而上嵌入凸缘9和主磁极13之间，外壳体1上部设置螺母2固定。
[0034]结合图4(d)，本发明的永磁日型高速电磁铁的第四种实施方式是在第二种实施方式的基础上改变主副磁极结构，副磁极12为圆柱体，环形凸缘在副磁极近线圈侧底部，主磁极13为“T”字型柱体。副磁极12、线圈6、主磁极13自上而下依次置于外壳体1中，永磁体5自下而上嵌入凸缘9和主磁极13之间，外壳体1上部由螺母2固定。该结构取消了螺钉3，简化了电磁铁结构，降低了加工难度。
[0035]同时结合图4(d)、图5(a)、图5(b)，本发明的径向多线圈永磁王型高速电磁铁的第五种实施方式为改变凸缘9与永磁体5的配合形式，如图4(d)所不，凸缘9与永磁体5的配合形式为圆柱环配合且凸缘宽度L1与永磁体宽度L2相等或略大。如图5(a)、5(b)所示，凸缘9与永磁体5的配合形式为圆锥环配合且凸缘的底面宽度L1大于永磁体底面宽度L2。
[0036]同时结合图6(a)、6(b)，本发明的永磁日型电磁铁的第六种实施方式是在以上五种实施方式的基础上，在铁芯4中心增设液力减振组件Π。液力减振组件包括复位弹簧14、导向套15、阻尼活塞16、阻尼位移调节环18，其中阻尼活塞16与导向套15为一耦件，阻尼活塞16上设有若干阻尼孔17且均布在同一圆周上，阻尼活塞16被复位弹簧14预压在阻尼位移调节环18上，阻尼位移调节环18为中心开有圆柱孔的凸台结构，与铁芯4之间采用过盈配合。衔铁的阀杆要延伸出一部分，与阻尼活塞16之间保持与工作气隙相等或略小的间距，保证衔铁落座前能起到减振作用且不影响电磁铁工作。
[0037]图7(a)、7(b)示出了永磁日型高速电磁铁的工作原理，如图7(a)所示，当线圈6不通电时，由于工作气隙相对铁芯磁阻较大，永磁体5产生通过铁芯主磁极13、副磁极12再到永磁体5而闭合的磁通Φ 3，其中一小部分产生经主磁极13、内工作气隙20、衔铁10、外工作气隙19、副磁极12再到永磁体5闭合的磁通Φ4。如图7(b)所示，当线圈6通电时，其产生经副磁极12、外工作气隙19、衔铁10、内工作气隙20、主磁极13再到副磁极12而闭合的磁通Φ i。线圈产生的磁通其中一部分磁通经过凸缘，该结构增大了铁芯与衔铁的吸合面积，使通过衔铁的磁感线一部分可以经过凸缘，增加了衔铁沿竖直方向的磁感线条数，同时也使衔铁整体磁感应强度分布更加均匀，不易出现局部过早饱和的现象，在保证驱动电流不变的情况下，也起到了增大电磁力的效果。由于此时永磁体5产生的磁感线方向与铁芯4磁感应方向逆向，此时永磁体产生大部分经过主磁极13、内工作气隙20、衔铁10、外工作气隙19、副磁极12再回到永磁体5而闭合的磁通Φ 2。线圈产生的磁场和永磁体产生磁场叠加，永磁体一方面屏蔽了主副磁极之间的漏磁，另一方面提供通过衔铁的磁通，增大了电磁力；随着驱动电流的增大，当吸力大于衔铁所受阻力时，衔铁10开始向铁芯4方向运动，直至到达最大位移处。在衔铁吸合过程中，其一直处于燃油环境中，衔铁与铁芯间的燃油受到挤压，而衔铁上开有阻尼孔，受挤压的燃油可从阻尼孔排出，降低衔铁表面液压力，减小其所受阻尼力，提高电磁铁动态响应速度。当线圈断电，磁通消失，此时由于工作气隙磁阻相对铁芯4磁极较大，永磁体5产生的磁通主要通过铁芯4再回到永磁体5闭合，流过衔铁的磁通较少，衔铁不再被铁芯吸引，其在复位弹簧的作用下而复位。
[0038]以上列举的仅是本发明的部分具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种永磁高速电磁铁，包括铁芯、线圈和外壳体，铁芯由圆柱形主磁极和圆环形副磁极构成，主磁极与副磁极之间设置线圈安装槽，线圈安装在线圈安装槽中，外壳体套在铁芯外，其特征是:主磁极或副磁极底部延伸出环形凸缘，还包括环形永磁体，永磁体镶嵌在所述环形凸缘与主磁极或副磁极之中间，永磁体的充磁方向为径向辐射充磁。2.根据权利要求1所述的永磁高速电磁铁，其特征是:所述环形永磁体为连续的圆环形。3.根据权利要求1所述的永磁高速电磁铁，其特征是:所述环形永磁体为由等分的几段圆弧组成的圆环形。4.根据权利要求3所述的永磁高速电磁铁，其特征是:所述等分的几段圆弧紧凑排列。5.根据权利要求3所述的永磁高速电磁铁，其特征是:所述等分的几段圆弧之间有间隙。6.根据权利要求1至5任何一项所述的永磁高速电磁铁，其特征是:环形凸缘与永磁体的对接面为圆柱面。7.根据权利要求1至5任何一项所述的永磁高速电磁铁，其特征是:环形凸缘与永磁体的对接面为圆锥面。8.根据权利要求1至5任何一项所述的永磁高速电磁铁，其特征是:主磁极中心设置液力减振组件，所述液力减振组件包括复位弹簧、导向套、阻尼活塞及阻尼位移调节环，阻尼活塞与导向套为一耦件，阻尼活塞上设有若干阻尼孔且均布在同一圆周上，阻尼活塞被复位弹簧预压在阻尼位移调节环上，阻尼位移调节环为中心开有圆柱孔的凸台结构。9.根据权利要求6所述的永磁高速电磁铁，其特征是:主磁极中心设置液力减振组件，所述液力减振组件包括复位弹簧、导向套、阻尼活塞及阻尼位移调节环，阻尼活塞与导向套为一耦件，阻尼活塞上设有若干阻尼孔且均布在同一圆周上，阻尼活塞被复位弹簧预压在阻尼位移调节环上，阻尼位移调节环为中心开有圆柱孔的凸台结构。10.根据权利要求7所述的永磁高速电磁铁，其特征是:主磁极中心设置液力减振组件，所述液力减振组件包括复位弹簧、导向套、阻尼活塞及阻尼位移调节环，阻尼活塞与导向套为一耦件，阻尼活塞上设有若干阻尼孔且均布在同一圆周上，阻尼活塞被复位弹簧预压在阻尼位移调节环上，阻尼位移调节环为中心开有圆柱孔的凸台结构。
【专利摘要】本发明提供的是一种永磁高速电磁铁。包括铁芯、线圈和外壳体，铁芯由圆柱形主磁极和圆环形副磁极构成，主磁极与副磁极之间设置线圈安装槽，线圈安装在线圈安装槽中，外壳体套在铁芯外，主磁极或副磁极底部延伸出环形凸缘，还包括环形永磁体，永磁体镶嵌在所述环形凸缘与主磁极或副磁极之中间，永磁体的充磁方向为径向辐射充磁。线圈产生的磁场和永磁体产生磁场叠加，永磁体一方面屏蔽了主副磁极之间的漏磁，另一方面提供通过衔铁的磁通，增大了电磁力；主磁极或副磁极的凸缘的设置可以防止出现局部过早饱和的现象，在保证驱动电流不变的情况下，也起到了增大电磁力的效果。
【IPC分类】F02M51/00, H01F7/06
【公开号】CN105448455
【申请号】CN201510907882
【发明人】范立云, 刘鹏, 周伟, 宋恩哲, 袁志国, 石勇
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月10日