專利名稱：一種電磁作動器的制作方法
技術領域：
一種電磁作動器技術領域[0001]本實用新型涉及一種有源噪聲控制裝置，特別涉及一種噪聲主動控制用作動器。
背景技術：
[0002]傳統的控制噪聲的聲學措施主要有吸聲、隔聲以及使用消聲器等方法，這些方式統稱為“無源”噪聲控制，一般來說，它們僅對中高頻噪聲的控制有效。1933年，德國物理學家Paul Leug (1898 1979)提出的專利“消除聲音振蕩的過程”，開創了有源噪聲控制(Active Noise Control )研究的先河。有源噪聲控制技術擅長于低頻噪聲的控制,與無源噪聲控制的互補性極強。有源噪聲控制可分為有源聲控制和有源力控制。有源聲控制是用次級聲源產生一個次級聲場，從而抵消初級噪聲，即“以聲消聲”。有相當一部分噪聲是由于結構振動輻射引起的，用次級力源控制結構的振動也就控制了結構的聲輻射或聲透射，這種采用次級力源來控制噪聲的方法就是有源力控制。次級力源也稱作動器，作動器的選取直接決定著控制效果的好壞。[0003]傳統上用于有源噪聲主動控制中的作動器主要有以下兩種:[0004]1.磁致伸縮作動器。其工作原理是磁致伸縮材料在外加磁場的作用下產生磁致伸縮效應。優點是輸出力大、動態響應快。缺點是位移小，并且磁致伸縮材料很脆，很難加工，因此制作成本比較大。[0005]2.壓電作動器。其工作原理是利用壓電材料的逆壓電效應，通過施加外部電場，將電能轉換為機械能的裝置，反應時間短，響應速度快，頻響可達幾千赫茲或更高，驅動效率高，結構簡單，不涉及密封、泄露等問題，控制精度高。[0006]3.電磁作動器。它是利用電磁場的電磁力來動作的裝置，電磁作動器的基本原理是當電流通過導體時，在其周圍會產生相應的電磁場，同時，在電磁場附近的導體也會受到相應的吸引力或排斥力，弓I起鐵磁物質的機械運動。[0007]最常見的電磁作動器可分為兩種:單向電磁作動器和雙向電磁作動器。圖4為單向電磁作動器的結構原理簡圖，它有彈簧13、銜鐵14、導磁材料15和勵磁線圈16組成。開始工作時，銜鐵14在自身重力和彈簧13彈力下保持平衡，當給勵磁線圈16通電時，銜鐵14在受到磁場的吸力作用和彈簧13力的共同作用下運動，通過控制勵磁電流的大小可控制磁場力的大小，從而調整銜鐵14所受的力。圖5為雙向電磁作動器的結構原理簡圖，與單向電磁作動器的原理類似，不同的是它通過調整兩個勵磁線圈16勵磁電流的大小來控制銜鐵14所受的電磁力的大小和方向。這種電磁作動器具有結構緊湊、反應靈敏、無接觸摩擦、無潤滑、功耗低、響應快、控制力大、適應頻帶寬、輸出位移和輸出力較大、可控性好的優點，被廣泛地應用在結構噪聲主動控制、振動主動控制、電磁懸浮、非接觸高精度定位系統等領域。但是此種作動器存在功率因素低、功率密度低等缺點。[0008]在國內，現公開了一種節能共振式電動作動器，其公開號為:CN101710777A，對傳統的電磁作動器進行了改進，提高了效率，但是該技術方案中所述的電動作動器結構十分復雜，軛鐵、底座和磁鋼由多個部件組合而成，形狀復雜，加工起來比較困難，動鐵心和底座之間通過軸承滑動連接，成本高、制造精度要求高。從作功的角度來看，有效部分即線圈和氣隙所占空間，這僅是總高度的一小部分，使得該作動器的功率密度較低(功率與體積或重量之比)。因此，還需要對此類電磁作動器進一步改進，此外該作動器結構固定、模態固定，在噪聲控制中不能根據被控結構的模態而調整自身的模態。實用新型內容[0009]本實用新型的目的是提供一種電磁作動器，解決了現有技術中的不足，其結構簡單，制成成本低廉，功率密度高，模態可調，安裝方便靈活。[0010]本實用新型的目的是這樣實現的:一種電磁作動器，包括安裝在變壓器表面的支座，所述支座的頂部和底部開設有相對應的環形內臺階，兩所述內臺階上分別設置有上彈簧板和下彈簧板，所述上彈簧板和下彈簧板之間由上而下依次設置有上動鐵芯、永磁磁鋼以及下動鐵芯，所述上彈簧板、上動鐵芯、永磁磁鋼、下動鐵芯以及下彈簧板經螺桿串聯在一起，且經螺桿兩端的螺母固定在一起，所述上動鐵芯和下動鐵芯的外周分別繞設有上線圈和下線圈，所述上線圈和下線圈反向串聯后與控制電源相連。[0011]本實用新型工作時，上線圈、下線圈通入交變電流后，上動鐵芯、下動鐵芯受到周期變化的電磁激勵力作用，克服彈簧板的阻力作往復運動，通過控制電壓/電流的頻率和幅值就可控制動鐵心的振動頻率和幅值，從而在支座上產生相應反作用力，經支座傳動到變壓器上，達到消除噪聲的目的。與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于:本實用新型通過螺桿、螺母將上動鐵心、下動鐵心、永磁磁鋼、墊塊和彈簧板連接為一體，工藝結構簡單，制造成本低，通過上下彈簧板將動鐵心與靜止的支座相連，通過支座底面四個安裝孔將支座與需要降低噪聲振動的變壓器表面連接，安裝靈活方便；工作過程中，通過改變彈簧板的厚度和彈性模量來改變電磁作動器的振動模態，可根據不同結構的變壓器作相應的模態調整，增大了其適用范圍，提高其使用效果；安裝在上動鐵芯與下動鐵芯之間的永磁磁鋼提供了電磁作動器的氣隙磁場，從而提高了作動器的功率因數和功率密度。本實用新型可用于變壓器消噪中。[0012]為了避免螺母與上彈簧板之間、上彈簧板與上動鐵芯之間、螺母與下彈簧板之間、下彈簧板與下動鐵芯之間產生間隙，從而影響振動的穩定性，所述螺桿上螺母與上動鐵芯、下動鐵芯之間均設置有彈墊，所述上彈簧板與上動鐵芯之間、下彈簧板與下動鐵芯之間均設置有墊塊，所述墊塊套裝在螺桿上。[0013]為了使得上動鐵芯和下動鐵芯的振動更加穩定可靠，所述上線圈與上動鐵芯氣隙對應，所述下線圈與下動鐵芯氣隙對應。[0014]為了使得本裝置拆裝更加方便，所述支座底面有四個安裝孔，通過安裝孔將支座與變壓器表面連接。
[0015]圖1為本實用新型結構示意圖。[0016]圖2為圖1俯視圖。[0017]圖3為本實用新型中線圈結構示意圖。[0018]圖4為單向電磁作動器結構示意圖。[0019]圖5為雙向電磁作動器結構意圖。[0020]其中，I支座，2上彈簧板，3上線圈，4上動鐵芯，5永磁磁鋼，6下動鐵芯，7下彈簧板，8螺桿，9螺母，10彈墊，11墊塊，12下線圈，13彈簧，14銜鐵，15導磁材料，16勵磁線圈。
具體實施方式
[0021]如圖1-3所示的一種電磁作動器，包括安裝在變壓器表面的支座1，支座I的頂部和底部開設有相對應的環形內臺階，兩內臺階上分別設置有上彈簧板2和下彈簧板7，上彈簧板2和下彈簧板7之間由上而下依次設置有上動鐵芯4、永磁磁鋼5以及下動鐵芯6，上彈簧板2、上動鐵芯4、永磁磁鋼5、下動鐵芯6以及下彈簧板7經螺桿8串聯在一起，且經螺桿8兩端的螺母9固定在一起，上動鐵芯4和下動鐵芯6的外周分別繞設有上線圈3和下線圈12，上線圈3與上動鐵芯4氣隙對應，下線圈12與下動鐵芯6氣隙對應，上線圈3和下線圈12反向串聯后與控制電源相連，螺桿8上螺母9與上動鐵芯4、下動鐵芯6之間均設置有彈墊10，上彈簧板2與上動鐵芯4之間、下彈簧板7與下動鐵芯6之間均設置有墊塊11，墊塊11套裝在螺桿8上。[0022]本實用新型工作時，上線圈3、下線圈12通入交變電流后，上動鐵芯4、下動鐵芯6受到周期變化的電磁激勵力作用，克服上彈簧板2以及下彈簧板7的阻力作往復運動，從而在支座I上產生相應反作用力，經支座I傳動到變壓器上，達到消除噪聲的目的；設置在螺桿8上螺母9與上動鐵芯4、下動鐵芯6之間的彈墊10，上彈簧板2與上動鐵芯4之間、下彈簧板7與下動鐵芯6之間的墊塊11，避免螺母9與上彈簧板2之間、上彈簧板2與上動鐵芯4之間、螺母9與下彈簧板7之間、下彈簧板7與下動鐵芯6之間產生間隙，提高了振動的穩定性。[0023]本實用新型并不局限于上述實施例，在本實用新型公開的技術方案的基礎上，本領域的技術人員根據所公開的技術內容，不需要創造性的勞動就可以對其中的一些技術特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.一種電磁作動器，包括安裝在變壓器表面的支座，其特征在于，所述支座的頂部和底部開設有相對應的環形內臺階，兩所述內臺階上分別設置有上彈簧板和下彈簧板，所述上彈簧板和下彈簧板之間由上而下依次設置有上動鐵芯、永磁磁鋼以及下動鐵芯，所述上彈簧板、上動鐵芯、永磁磁鋼、下動鐵芯以及下彈簧板經螺桿串聯在一起，且經螺桿兩端的螺母固定在一起，所述上動鐵芯和下動鐵芯的外周分別繞設有上線圈和下線圈，所述上線圈和下線圈反向串聯后與控制電源相連。
2.根據權利要求1所述的一種電磁作動器，其特征在于，所述螺桿上螺母與上動鐵芯、下動鐵芯之間均設置有彈墊，所述上彈簧板與上動鐵芯之間、下彈簧板與下動鐵芯之間均設置有墊塊，所述墊塊套裝在螺桿上。
3.根據權利要求1或2所述的一種電磁作動器，其特征在于，所述上線圈與上動鐵芯氣隙對應，所述下線圈與下動鐵芯氣隙對應。
4.根據權利要求1或2所述的一種電磁作動器，其特征在于，所述支座底面有四個安裝孔，通過安裝孔將支座與變壓器表面連接。
專利摘要本實用新型公開了有源噪聲控制領域內的一種電磁作動器，包括安裝在變壓器表面的支座，支座的頂部和底部開設有相對應的環形內臺階，兩內臺階上分別設置有上彈簧板和下彈簧板，上彈簧板和下彈簧板之間由上而下依次設置有上動鐵芯、永磁磁鋼以及下動鐵芯，上彈簧板、上動鐵芯、永磁磁鋼、下動鐵芯以及下彈簧板經螺桿串聯在一起，且經螺桿兩端的螺母固定在一起，上動鐵芯和下動鐵芯的外周分別繞設有上線圈和下線圈，上線圈和下線圈反向串聯后與控制電源相連，本實用新型結構簡單，制成成本低廉，模態可調，安裝方便靈活，可用于變壓器消噪中。
文檔編號H01F27/33GK203055590SQ20122074348
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者張建忠, 陳玉婷, 孫琛, 張良鎖, 蔡長虹 申請人:東南大學, 揚州華鼎電器有限公司