線性直流比例電磁鐵

1、線性直流比例 電磁鐵無 錫 油 泵油 嘴 研 完所 沈愉如比例 電磁 鐵在 自動控制系統(tǒng)中可 作為位移控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 比例電磁鐵的吸 力與線圈 電流 成 正 比, 在有效行程 范圍 內(nèi) 保 持 穩(wěn)定, 可 用于 工業(yè)、 民用及 軍用 設(shè)備的 閥門、噴油泵、 打印機(jī)、 醫(yī)療器械等裝置 的控制。由 于 比例電磁 鐵成本較 低而 且 在機(jī) 電兩方 面都有 良好 的適應(yīng) 性, 因此在精密 的數(shù)字式 與雙穩(wěn)式裝置 中都得到應(yīng) 用。 近年 來 由

2、于可 編程 序控制器 的推廣, 控制能力和適應(yīng) 性進(jìn) 一步提高。 此外, 由于 比例 電磁鐵對脈沖寬度調(diào) 制的響應(yīng) 性好, 能滿足 數(shù)控裝置 的要求,因此 比例控制技術(shù)的實際應(yīng) 用發(fā) 展很快。一、 比例 電 磁鐵的特性普通 的裝甲螺 管式 直流 電磁鐵的基 本結(jié)構(gòu)和 吸力特性如圖 l 所示。 磁 極鐵心和 銜 鐵端面是平 的, 氣隙長度 隨銜鐵位 移而減 少。圖 1中的直 線是所 選用的反 作用彈簧的 剛 度曲線。 當(dāng) 電流逐 漸升 高

3、時, 銜鐵從 A 點開 始向左 移動。 當(dāng)銜鐵行程 超過 P 點后, 電磁 鐵吸力特性線高于彈 簧特 性線。 銜鐵的位釋失去控制。 這 時 即使電流不 再增大, 銜鐵仍將加速運(yùn)動。 因此在圖 1 的例子 中, 電磁鐵 比例位移的有效行程 限于 4 m m 以 內(nèi), 由此 可見普通電磁鐵特性 曲線的線性部分較小, 用于 比例控制 時有效吸力和 有效 行程都受 到 所選 用的 彈簧的限制, 不能充分 發(fā)揮 電磁 鐵 的工作能力, 也就是說,

4、 電磁鐵在尺 寸和 重 價上都還有很 大的潛力。圖 2所示 的 比例電磁 鐵外形尺 寸與 線 圈和 圖 1相 同, 僅僅 改變 了磁 極鐵心的幾 何 形狀 就得 到 了不 同的特性曲線。 由于磁極 鐵 心成錐套形, 銜 鐵位移時氣隙長度基本不變。圖 1中 當(dāng) 電流 為 6 A 時, 彈簧儲存的 勢 能 為O. 2 5No m, 而 在圖 2 的比例 電磁鐵,! , 在 整個 比例行程 g m m 內(nèi)彈簧儲 存 的勢能 為 。. 2 9N

5、. m。 作功 增加 1 6 %, 有 效 比例 行 程 增 加1 2 5 %。 在 圖 2 中如果 電流 不變, 當(dāng)銜 鐵向左袋國 卜扣片二芬污于共命叼創(chuàng)襄幕污或二 井_ {! i {{ } } } ! }- l 一 } 丁 { 鼓- __ _ _ 未_{ 彈簧 匕 樸 ;一 月 歡7 一 l ! 城咬之之 一勺 嘴習(xí) 一 二 ~” 瀏 ` 抽 . 卜 曰 . ~ ~ 陽l l 一 l 尸 一 叫卜 下 } ( 匕A 洲 、 } 日}

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7、〔二 》 行程 ( n 】門 )低壓電. ( 1 9 抓 功 2 )/ } } l / 一 / 仁 / / 了一 { / / /, / /I, / / 力 偽· /Z 丫齒桿的 位置。圖 6 是 日本 D K K 公 司裝 在 R ED l 型柴油機(jī) 電子調(diào) 速 器上 的比例 電磁 鐵。 為 了加 大執(zhí) 行器 的作用力, 滿 足重 型載重汽 車 6 缸 以上 多缸 柴油機(jī) 的需 要, 加 裝 了永久磁鐵 和 起動 輔助線 圈。

8、 從 圖 7 移動線 圈 電流 與作用力的關(guān)系 曲線中 可見在 起動 時作 用 力 可 達(dá) 到3 0 N 以 上。八 日 日 ) 沛 翻皿 暇 甚 璐 解l才 寸 間 ( m s )3 A 產(chǎn) 、 不好 莎 才砂 黔標(biāo)準(zhǔn)式口 輔線圈 滲 獷4 0 知 ǎ Z à 只 嘆 舉三、 比例 電磁 鐵的應(yīng)用由 于大行程 直 流 比 例 電磁 鐵具 有結(jié) 構(gòu)簡單, 可靠性 高等優(yōu) 點, 可以代 替電一液 執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制柴 汕機(jī)噴油泵 的油

9、量 調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu) 及噴油準(zhǔn)時機(jī) 構(gòu), 因此 近年來國外在汽車拖拉機(jī)發(fā) 動機(jī) 的電子控制系 統(tǒng)中應(yīng)用較 多, 國 內(nèi)無錫油泵油 嘴廠、 無錫 油泵 油嘴 研究所 等單位也 已開 始研 制。 具 有 圖 5 所示特 性 的 比例 電磁鐵 的鐵 心及銜鐵 都 制成錐 形, 用 于柴 油機(jī)電子 調(diào)速器 直接 控 制直列 式噴 油泵 油量調(diào) 節(jié)1 2移動 線圈電流 ( A )圖 7圈 流 極 壓 線 電 基 電美 國卡特 彼勒 公 司的電 r 程

10、序控 制發(fā)動機(jī), 采 用旋轉(zhuǎn)式 比例 電磁 鐵控制 柴油機(jī) 的噴油準(zhǔn)時和 空燃 比, 以滿足 發(fā) 動 機(jī) 轉(zhuǎn) 速、 負(fù)荷、 進(jìn) 氣壓力、 車速等 參數(shù)變化及 排 放指標(biāo)的要求。 該系 統(tǒng)采 用脈 沖寬度按 指令 電壓調(diào)制的 電 子激磁 器, 使磁 滯 誤差 變得很 小。 圖8 表 示 由脈沖寬 度控 制的線 圈 電流。 圖中 電磁 線圈 和一個 二極 管并聯(lián), 線 圈 電流 隨控 制脈沖而 變化。 通過 改變脈 沖寬度 調(diào)節(jié) 線圈 的平