第三段10配合安装，保证旋转时不易变位;所述转子第一段22、转子第二段17、转子第三段10均为中心开设有方形孔29的圆环状设置，且所述的转子第一段22、转子第三段10上圆环的一侧周边开设有圆环形凹槽27，所述的转子第二段17上圆环的两侧周边均开设有圆环形凹槽27;所述的第一永磁体20为圆环状第一永磁体，所述的第二永磁体16为圆环状第二永磁体;所述的转子第一段22和转子第二段17的圆环形凹槽14上镶嵌有第一永磁体20，且被轴向磁化成N极和S极;所述的转子第二段17和转子第三段10的圆环形凹槽14上镶嵌有第二永磁体16，且被轴向磁化成N极和S极;所述的转子第一段22、转子第二段17、和转子第三段10的外圆周面上开设有与第一轭铁4、第二轭铁5、第三轭铁6、第四轭铁7齿数相同的小齿21;
[0030]所述的前端盖3和后端盖8之间穿过第二轴13且利用第五轴承12固连。
[0031]所述的前端盖3为不导磁材料制成的非导磁体前端盖;所述的后端盖8为不导磁材料制成的非导磁体后端盖;所述的线圈保持架18为不导磁材料制成的非导磁体线圈保持架;所述的转子轴24为不导磁材料制成的非导磁体转子轴;所述第一轭铁4为软磁材料制成的导磁体第一轭铁;所述的第二轭铁5为软磁材料制成的导磁体第二轭铁;所述的第三轭铁6为软磁材料制成的导磁体第三轭铁;所述的第四轭铁7为软磁材料制成的导磁体第四轭铁;所述的转子第一段22为软磁材料制成的导磁体转子第一段;所述的转子第二段17为软磁材料制成的导磁体转子第二段;所述的转子第三段10为软磁材料制成的导磁体转子第三段。
[0032]本实施例以转子第一段22、转子第二段17、和转子第三段10的外圆周面上均匀分布开设有7个小齿21的结构为例，结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0033]如图8所示，在线圈19不通电的情况下，整个电磁铁只有第一永磁体20、第二永磁体16产生的极化磁场，而且磁路左右对称，使得电磁铁在不工作时能够停留在初始平衡位置，而且在断电时自动回复原位；
[0034]工作原理:如图8所示，第一轭铁4、第二轭铁5、第三轭铁6、第四轭铁7分别与转子第一段22、转子第二段17、转子第三段10形成四段有效工作气隙Sd、Sc、Sb、Sa，当线圈19不通电流时，各极下工作气隙内只有第一永磁体20和第二永磁体16产生的极化磁场，电磁铁将会自动停留在系统总磁导最大的位置，即初始位置；当线圈19通入如图9所示X方向的电流时，各极下工作气隙内不仅有第一永磁体20和第二永磁体16产生的极化磁场，还有线圈19产生的控制磁场，工作气隙5a和5d只有第一永磁体20和第二永磁体16产生的极化磁场，工作气隙3b和Sc既有第一永磁体20和第二永磁体16产生的极化磁场，也有线圈19产生的控制磁场，而在工作气隙Sc处极化磁场和控制磁场产生的磁通相互叠加而增强，在工作气隙δb处极化磁场和控制磁场产生的磁通相互抵消而减弱，则此时电磁铁转子受到顺时针方向的力矩(从左向右看)转动1/4个齿距达到新的平衡位置，如图9所示；同样地，当线圈19通入如图10所示θ方向的电流时，各极下工作气隙内不仅有第一永磁体20和第二永磁体16产生的极化磁场，还有线圈19产生的控制磁场，工作气隙Sa和Sd只有第一永磁体20和第二永磁体16产生的极化磁场，工作气隙5b和Sc既有第一永磁体20和第二永磁体16产生的极化磁场，也有线圈产生的控制磁场，而在工作气隙Sc处极化磁场和控制磁场产生的磁通相互抵消而减弱，在工作气隙Sb处极化磁场和控制磁场产生的磁通相互叠加而增
[0035]强，则此时电磁铁转子受到逆时针方向的力矩(从左向右看)转动1/4个齿距达到新的平衡位置，如图10所示。
[0036]当线圈断电，电磁铁在第一永磁体20和第二永磁体16极化磁场的作用下回到如图8所示的初始平衡位置。可以看到，只要线圈19的电流通断，就可以控制电磁铁的双向快速来回动作，而适当调整电磁铁本身的结构参数，可以控制转子转动的角度。
[0037]本实施例通过改进的双磁钢式电磁设计，使得通过机械加工的方式也可以制作出磁路对称的旋转电磁铁，其结构简单，加工便利。
[0038]上述【具体实施方式】用来解释本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种磁路对称的旋转电磁铁，其特征在于，包括前端盖(3)和后端盖(8)，所述的前端盖(3)和后端盖(8)上安装有转子部件，所述的转子部件两侧的前端盖(3)和后端盖(8)上分别安装有定子部件;所述转子部件包括通过第一轴承(23)和第二轴承(11)安装在前端盖(3)和后端盖(8)上的转子轴(24)，所述的转子轴(24)的两侧分别安装有第一永磁体(20)、第二永磁体(16)、转子第一段(22)、转子第二段(17)和转子第三段(10);所述的定子部件包括第一轭铁(4)、第二轭铁(5)、第三轭铁(6)、第四轭铁(7)、线圈(19)和线圈保持架(18)。2.如权利要求1所述的一种磁路对称的旋转电磁铁，其特征在于，所述的转子第二段(17)的外侧安装有第二轭铁(5)和第三轭铁(6)，所述的第二轭铁(5)和第三轭铁(6)上开设有开口，且所述的第二轭铁(5)和第三轭铁(6)上的开口相对放置形成空腔;所述的空腔内安装有线圈保持架(18)，所述的线圈保持架(18)为圆环状的线圈保持架，所述的线圈保持架(18)上环绕有线圈(19)组成电流励磁源;所述的转子第一段(22)的外侧安装有第一轭铁(4)，所述的转子第三段(10)的外侧安装有第四轭铁(7);所述的前端盖(3)、第一轭铁(4)、第二轭铁(5)、第三轭铁(6)、第四轭铁(7)和后端盖(8)之间依次穿过第一轴(I)且利用第三轴承(2)、第四轴承(9)固连，使第一轭铁(4)、第四轭铁(7)分别镶嵌在前端盖(3)和后端盖(8)的侧壁内。3.如权利要求2所述的一种磁路对称的旋转电磁铁，其特征在于，所述的第一轭铁(4)和第四轭铁(7)均呈圆环状;所述的第二轭铁(5)和第三轭铁(6)均呈半开口状，且所述第二轭铁(5)、第三轭铁(6)上的开口相对放置形成空腔;所述第一轭铁(4)和第四轭铁(7)的一侧开设有圆环形凹槽(14)，另一侧开设有圆环形凸台(15);所述的第二轭铁(5)和第三轭铁(6)的一侧均开设有圆环形凹槽(14);其中所述的第二轭铁(5)的圆环形凹槽(14)内镶嵌有第一轭铁(4)的圆环形凸台(15)，所述的第一轭铁(4)的圆环形凹槽(14)镶嵌在前端盖(3)的凸台上；所述的第三轭铁(6)的圆环形凹槽(14)内镶嵌有第四轭铁(7)的圆环形凸台(15)，所述第四轭铁(7)的圆环形凹槽(14)镶嵌在后端盖(8)的凸台上；所述的第一轭铁(4)、第二轭铁(5)、第三轭铁(6)、第四轭铁(7)内圆环的圆周面均布开设有小齿(21)，且第一轭铁(4)、第二轭铁(5)、第三轭铁(6)、第四轭铁(7)上的小齿(21)齿数相同。4.如权利要求3所述的一种磁路对称的旋转电磁铁，其特征在于，所述第一轭铁(4)、第四轭铁(7)齿形位置相同，所述的第二轭铁(5)和第一轭铁(4)之间错齿1/4个齿距，所述的第三轭铁(6)和第二轭铁(5)之间错齿1/2个齿距;所述的第三轭铁(6)外表面开有长方形导线引出凹槽(25)。5.如权利要求1所述的一种磁路对称的旋转电磁铁，其特征在于，所述转子轴(24)由方形段(26)、大圆形段(27)和小圆形段(28)依次衔接而成，且所述的方形段(26)宽度大于大圆形段(27)的直径，所述的小圆形段(28)的直径小于大圆形段(27)的直径;使得所述转子轴(24)呈阶梯状;所述的方形段(26)与转子第一段(22)、转子第二段(17)、转子第三段(10)配合安装;所述转子第一段(22)、转子第二段(17)、转子第三段(10)均为中心开设有方形孔(29)的圆环状设置，且所述的转子第一段(22)、转子第三段(10)上圆环的一侧周边开设有圆环形凹槽(27)，所述的转子第二段(17)上圆环的两侧周边均开设有圆环形凹槽(27);所述的第一永磁体(20)为圆环状第一永磁体，所述的第二永磁体(16)为圆环状第二永磁体；所述的转子第一段(22)和转子第二段(17)的圆环形凹槽(14)上镶嵌有第一永磁体(20)，所述的转子第二段(17)和转子第三段(10)的圆环形凹槽(14)上镶嵌有第二永磁体(16);所述的转子第一段(22)、转子第二段(17)、和转子第三段(10)的外圆周面上开设有与第一轭铁(4)、第二轭铁(5)、第三轭铁(6)、第四轭铁(7)齿数相同的小齿(21)。6.如权利要求1所述的一种磁路对称的旋转电磁铁，其特征在于，所述的前端盖(3)和后端盖(8)之间穿过第二轴(13)且利用第五轴承(12)固连。7.如权利要求1所述的一种磁路对称的旋转电磁铁，其特征在于，所述的前端盖(3)为不导磁材料制成的非导磁体前端盖;所述的后端盖(8)为不导磁材料制成的非导磁体后端盖;所述的线圈保持架(18)为不导磁材料制成的非导磁体线圈保持架;所述的转子轴(24)为不导磁材料制成的非导磁体转子轴;所述第一轭铁(4)为软磁材料制成的导磁体第一轭铁;所述的第二轭铁(5)为软磁材料制成的导磁体第二轭铁;所述的第三轭铁(6)为软磁材料制成的导磁体第三轭铁;所述的第四轭铁(7)为软磁材料制成的导磁体第四轭铁;所述的转子第一段(22)为软磁材料制成的导磁体转子第一段;所述的转子第二段(17)为软磁材料制成的导磁体转子第二段;所述的转子第三段(10)为软磁材料制成的导磁体转子第三段。
【专利摘要】本实用新型公开了一种磁路对称的旋转电磁铁，包括前端盖和后端盖，所述的前端盖和后端盖上安装有转子部件，所述的转子部件两侧的前端盖和后端盖上分别安装有定子部件；所述转子部件包括通过第一轴承和第二轴承安装在前端盖和后端盖上的转子轴，可绕中心轴线转动，所述的转子轴的两侧分别安装有第一永磁体、第二永磁体、转子第一段、转子第二段和转子第三段；所述的定子部件包括第一轭铁、第二轭铁、第三轭铁、第四轭铁、线圈和线圈保持架。本实用新型通过改进的双磁钢式电磁设计，使得通过机械加工的方式也可以制作出磁路对称的旋转电磁铁，其结构简单，加工便利。
【IPC分类】H02K1/27, H02K1/14
【公开号】CN205319813
【申请号】CN201520910680
【发明人】周建华, 孟彬, 方珠芳
【申请人】浙江工业大学之江学院
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2015年11月16日