專利名稱：直線電、機(jī)械比例轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力機(jī)械領(lǐng)域，具體為一種直線電、機(jī)械比例轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
目前，廣泛應(yīng)用在比例控制等領(lǐng)域的電、機(jī)械比例轉(zhuǎn)換器，以比例電磁鐵、動(dòng)圈式 直線電機(jī)為主，這種結(jié)構(gòu)的電、機(jī)械比例轉(zhuǎn)換器技術(shù)較為成熟，但其存在行程短，轉(zhuǎn)換比例 不夠恒定的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種直線電、機(jī)械比例轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換比率恒定，行程 大，機(jī)械運(yùn)動(dòng)方向可隨電流方向轉(zhuǎn)換，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)機(jī)械，電反向比例轉(zhuǎn)換。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為
直線電、機(jī)械比例轉(zhuǎn)換器，由勵(lì)磁線圈和兩磁場(chǎng)構(gòu)成，取勵(lì)磁線圈中位置相對(duì)的平行 的兩段，在這兩段導(dǎo)線上分別設(shè)置垂直于勵(lì)磁線圈平面的方向相反的磁場(chǎng)。當(dāng)線圈通直流 電時(shí)，這兩段勵(lì)磁導(dǎo)線上的任意一根導(dǎo)線相當(dāng)于在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的通電直導(dǎo)線，受到的力為 F=BLI方向滿足右手定則，B為磁場(chǎng)強(qiáng)度，L為在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的導(dǎo)線勵(lì)磁部分的長(zhǎng)度，I為電 流強(qiáng)度。設(shè)線圈η匝，則一段勵(lì)磁導(dǎo)線受力為F=IiBLI。因?yàn)閮啥蝿?lì)磁導(dǎo)線上的電流方向相 反，同時(shí)設(shè)置在兩段勵(lì)磁導(dǎo)線上勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相反，所以兩段勵(lì)磁導(dǎo)線受力方向相同，則勵(lì) 磁線圈總的受力為F= (2nBL)L·通過(guò)設(shè)置在線圈兩勵(lì)磁導(dǎo)線段行程上磁場(chǎng)強(qiáng)度均勻及寬 度分布恒定及保證在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勵(lì)磁部分導(dǎo)線長(zhǎng)度恒定可以使括號(hào)里的值為一常數(shù)，這 樣此直線電、機(jī)械比例轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換比率恒定。通過(guò)設(shè)計(jì)勵(lì)磁線圈在受力運(yùn)動(dòng)方向?yàn)榇蟪叽?邊長(zhǎng)的線圈，可以獲得轉(zhuǎn)換器的大行程運(yùn)動(dòng)。當(dāng)線圈電流方向轉(zhuǎn)變時(shí)，整個(gè)勵(lì)磁線圈的受力 方向可發(fā)生180度轉(zhuǎn)變。該轉(zhuǎn)換器同時(shí)滿足發(fā)電機(jī)原理，當(dāng)線圈不加電流在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)， 因運(yùn)動(dòng)方向一致，磁場(chǎng)相反，兩段勵(lì)磁導(dǎo)線上分別產(chǎn)生方向相反的電壓，通過(guò)勵(lì)磁線圈另外 兩邊非勵(lì)磁導(dǎo)線的串聯(lián)勵(lì)磁線圈就對(duì)外整體輸出一個(gè)電壓，電壓與勵(lì)磁線圈運(yùn)動(dòng)速度成正 比。本發(fā)明的有益效果是，該轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換比率恒定，行程大，機(jī)械運(yùn)動(dòng)方向可隨電流方 向轉(zhuǎn)換，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)機(jī)械，電反向比例轉(zhuǎn)換。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示。做一個(gè)有兩匝導(dǎo)線的矩形線圈1、取矩形線圈1的兩短邊為勵(lì)磁邊。 長(zhǎng)方體型磁體2和長(zhǎng)方體型磁體3磁極面設(shè)計(jì)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁極面寬度小于矩形線圈1的 短邊。長(zhǎng)方體型磁體2被布置在矩形線圈1的一勵(lì)磁短邊下，磁極面成間隙的平行于矩形線圈1平面。長(zhǎng)方體型磁體3被布置在矩形線圈1的另一勵(lì)磁短邊下，磁極面成間隙的平 行于矩形線圈1平面。長(zhǎng)方體型磁體2和長(zhǎng)方體型磁體3磁極面如圖所示分別為S極和N 極。 當(dāng)矩形線圈1通如圖所示直流電I時(shí)，矩形線圈1的兩勵(lì)磁短邊上的任意一根導(dǎo) 線相當(dāng)于在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的通電直導(dǎo)線，受到的力為F=BLI方向滿足右手定則，B為磁場(chǎng)強(qiáng) 度，L為勵(lì)磁短邊導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度，I為電流強(qiáng)度。線圈2匝，則一段勵(lì)磁短邊受力 為F=2BLI。因?yàn)閮蓜?lì)磁短邊導(dǎo)線上的電流方向相反，同時(shí)設(shè)置在兩勵(lì)磁短邊上勻強(qiáng)磁場(chǎng)方 向相反，所以兩勵(lì)磁短邊導(dǎo)線受力方向相同，則矩形線圈1總的受力為F, =2 (2BL)I。這 樣此直線電、機(jī)械比例轉(zhuǎn)換器電、機(jī)械轉(zhuǎn)換比率恒定。通過(guò)設(shè)計(jì)在受力運(yùn)動(dòng)方向大尺寸邊長(zhǎng) 的矩形線圈1，可以獲得轉(zhuǎn)換器的大行程運(yùn)動(dòng)。當(dāng)矩形線圈1電流方向轉(zhuǎn)變時(shí)，整個(gè)矩形線 圈1的受力方向可發(fā)生180度轉(zhuǎn)變。該轉(zhuǎn)換器同時(shí)滿足發(fā)電機(jī)原理，當(dāng)矩形線圈(1)不加 電流在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，因兩勵(lì)磁短邊運(yùn)動(dòng)方向一致，而所處磁場(chǎng)相反，兩勵(lì)磁短邊導(dǎo)線上分 別產(chǎn)生方向相反的電壓，通過(guò)矩形線圈(1)另外兩邊導(dǎo)線的串聯(lián)，矩形線圈(1)就對(duì)外整體 輸出一個(gè)電壓，電壓與矩形線圈(1)運(yùn)動(dòng)速度成正比。
權(quán)利要求
1.直線電、機(jī)械比例轉(zhuǎn)換器，由勵(lì)磁線圈和兩磁場(chǎng)構(gòu)成，其特征是取勵(lì)磁線圈中位置 相對(duì)的平行的兩段，在這兩段導(dǎo)線上分別設(shè)置垂直于勵(lì)磁線圈平面的方向相反的磁場(chǎng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種直線電、機(jī)械比例轉(zhuǎn)換器，由勵(lì)磁線圈和兩磁場(chǎng)構(gòu)成，取勵(lì)磁線圈中位置相對(duì)的平行的兩段，在這兩段導(dǎo)線上分別設(shè)置垂直于勵(lì)磁線圈平面的方向相反的磁場(chǎng)。當(dāng)線圈通直流電時(shí)，兩段導(dǎo)線受力方向相同。該轉(zhuǎn)換器電、機(jī)械轉(zhuǎn)換比率恒定，行程大，機(jī)械運(yùn)動(dòng)方向可隨電流方向轉(zhuǎn)換，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)機(jī)械，電反向比例轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)H02K41/035GK102088238SQ20101061586
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者李軍, 胡純棟 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所