比例电磁铁
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8-衔铁 9-非工作气隙 10-放气螺塞 11-导套 12-调零螺钉
比例电磁铁的控制形式
1、力控制型：就是指给定电流使得衔铁的推 动力发生变化的那种。
2、行程控制型：对衔铁的移动位置进行跟踪。
在作力输出控制 时为1.5mm左右，
在用作位置输 出控制时为 3～5mm。
这种结构是图1—9的改进型 （耐高压直流电磁铁） 一般力控制型比例电 磁铁的最大输出电压为 直流24V， 电流为800mA。
过端盖回到外壳，形成锥面力Fz，衔铁 在运动过程中受到锥面力和端面力 的合力作用，构成了总的电磁吸力，
该吸力在工作区段内比较平坦。即为曲 线2。比例电磁铁的基本要求：具有水 平吸力特性，即电磁吸力与衔铁的行程 无关。
耐高压（指液压力）直流比例电磁铁
电磁铁为湿式，导套有足够的内压 强度（其内部是密封的），有专门
的放气螺塞
这种结构使用最为广泛。它输出的力和位移较大 可直接驱动小功率的单级阀。它能承受压力达
35MPa以上。
原理：线圈通电产生磁通 其通路为由衔铁经非 工作气隙9、导套11、 外壳进入前端盖2。 然后分成两路，一路经
盆底，另一路经导套前部， 最后经工作气隙会和于衔
铁8，形成闭合磁路。
图1-9 耐高压比例电磁铁 a)结构图 b)吸力特性图 1-推杆 2-端盖（下轭铁） 3-外壳 4-隔磁环 5-工作气隙 6-线圈 7-地承环
在其工作行程内的任何位置上，电磁力只取决于输入电流。
普通电磁铁的结构
电磁铁在吸合过程中，产生两个磁通：主磁通 和漏磁通L 。衔铁受到的吸力由两部
分构成：主磁通产生端面力，漏磁通产生螺管力。这两个力的方向是一致的（向左）
F螺管力 F端面力
ຫໍສະໝຸດ Baidu
衔铁运动时， 主气隙是不断 减小的，因而 主磁通逐渐增 加，而漏磁通 就不断减小， 也即是螺管力 与端面力之比 不断变化，在 处，漏磁通与 主磁通相比， 其值很小，螺 管力趋于零。
比例电磁铁的结构
它的工作范围较窄， 仅适用于行程较小 的电液比例压力阀。 工作特性是上图的
曲线3
增加了轭铁1, 减少了漏磁通， 稳
住了螺管力， 因而工作特性 曲线如上图的 曲线3。
锥底结构螺管电磁铁 1-轭铁 2-外壳 3-线圈 4-锥底止座
比例电磁铁的结构
电磁 吸力
盆底止座结构的比例电磁铁 1-衔铁 2-上轭铁 3-底面 4-隔磁环 5-锥面
注意看书中的相关说明（P18-19）。
6-盆底极靴（下轭铁）
其磁路为外壳，上轭铁2经气隙δ进入衔 铁，之后分两路，一路Φ1穿过工作气隙 δs进入盆底面，另一路经气隙δ进入盆 底极靴的锥面，最后都进入外壳。因衔 铁被上、下轭铁所包围，衔铁与磁轭之 间的漏磁通仅产生径向力，磁轭与线圈 间的漏磁通产生类似于“螺管力”的力， 但这个力作用在磁轭上。因此，对于衔 铁被导磁体包围的闭式螺管电磁铁，衔 铁上基本没有螺管力存在，可以忽略。 电磁吸力主要是由在盆底极靴处分流的 磁通Φ1和Φ2产生（图1-8）。其中Φ1 沿轴向穿过工作气隙进入盆底产生端面 力Fd，而Φ2穿过盆底锥形周边，再通
直流螺管式电磁铁的吸力特性 1-平底下止座式 2-岔底止座式 3-锥底止座式
衔铁运动时，主气隙是不断减小的，因而主磁通逐渐 增加，而漏磁通就不断减小，也即是螺管力与端面力 之比不断变化，在处，漏磁通与主磁通相比，其值很 小，螺管力趋于零。于是就导致曲线1中螺管力不断 变化的曲线.
1—普通电磁铁的吸力特性 气隙增大，吸力F减小。
比例阀与伺服阀的比较：
伺服阀
比例阀
早期比例阀
电—机械转 换器 频响（Hz） 零位死区
加工精度
线圈功率 （W） 滞环（%） 体积
使用场合
力马达、力 比例电磁铁 比例电磁铁 矩马达
20—200 30
1-5
无
有
有
μ级
10μ级
10μ级
0.5—5
10—24
10—30
1—3 小 闭环
1—3
4—7
大
大
开环、闭环 开环
普通电磁铁与比例电磁铁的静态吸力特性。静态吸力特性 就是在稳态过程中得到的吸力特性。
静态吸力特性只是衔铁无限缓慢移动时的一种特例。
2-比例电磁铁 可以看出：比例电磁铁的 输出电磁力在整个工作行程
内基本上保持恒定。
比例电磁铁在不同输入电流下的力—位移特性曲线， 可见电磁力与输入电流之间的关系是线性关系。
第一章 比例电磁铁
比例电磁铁的概念： 电磁铁(直线力马达)是一种依靠电磁系统产生
的电磁吸力，使衔铁对外作功的一种电动 装置。
第一章 比例电磁铁
在电磁铁的运动过程中，必然要克服机械 负载和阻力而作功。对于普通电磁铁，一 般都要求电磁吸力大于负载反力；
而对于比例式电磁铁，则衔铁处于电磁吸 力与负载反力平衡的状态。只有这样，电 磁铁才能正常工作。
最大输出力为65～80N有效 行程。
力控制型比例电磁铁及其电器控制 1-比例电磁铁 2-给定电位计 3-比例电控器
在用作位置输出控制时 行程为3～5mm。
比例电磁铁的维护
比例电磁铁多数为湿式，也有干式比例电 磁铁，不同厂家的湿式比例电磁铁中耐油 压的程度也不尽相同，多数为耐35 MPa的 静压。
比例电磁铁的控制形式
1、力控制型：就是指给定电流使得衔铁的推 动力发生变化的那种。
2、行程控制型：对衔铁的移动位置进行跟踪。
在作力输出控制 时为1.5mm左右，
在用作位置输 出控制时为 3～5mm。
这种结构是图1—9的改进型 （耐高压直流电磁铁） 一般力控制型比例电 磁铁的最大输出电压为 直流24V， 电流为800mA。
过端盖回到外壳，形成锥面力Fz，衔铁 在运动过程中受到锥面力和端面力 的合力作用，构成了总的电磁吸力，
该吸力在工作区段内比较平坦。即为曲 线2。比例电磁铁的基本要求：具有水 平吸力特性，即电磁吸力与衔铁的行程 无关。
耐高压（指液压力）直流比例电磁铁
电磁铁为湿式，导套有足够的内压 强度（其内部是密封的），有专门
的放气螺塞
这种结构使用最为广泛。它输出的力和位移较大 可直接驱动小功率的单级阀。它能承受压力达
35MPa以上。
原理：线圈通电产生磁通 其通路为由衔铁经非 工作气隙9、导套11、 外壳进入前端盖2。 然后分成两路，一路经
盆底，另一路经导套前部， 最后经工作气隙会和于衔
铁8，形成闭合磁路。
图1-9 耐高压比例电磁铁 a)结构图 b)吸力特性图 1-推杆 2-端盖（下轭铁） 3-外壳 4-隔磁环 5-工作气隙 6-线圈 7-地承环
在其工作行程内的任何位置上，电磁力只取决于输入电流。
普通电磁铁的结构
电磁铁在吸合过程中，产生两个磁通：主磁通 和漏磁通L 。衔铁受到的吸力由两部
分构成：主磁通产生端面力，漏磁通产生螺管力。这两个力的方向是一致的（向左）
F螺管力 F端面力
ຫໍສະໝຸດ Baidu
衔铁运动时， 主气隙是不断 减小的，因而 主磁通逐渐增 加，而漏磁通 就不断减小， 也即是螺管力 与端面力之比 不断变化，在 处，漏磁通与 主磁通相比， 其值很小，螺 管力趋于零。
比例电磁铁的结构
它的工作范围较窄， 仅适用于行程较小 的电液比例压力阀。 工作特性是上图的
曲线3
增加了轭铁1, 减少了漏磁通， 稳
住了螺管力， 因而工作特性 曲线如上图的 曲线3。
锥底结构螺管电磁铁 1-轭铁 2-外壳 3-线圈 4-锥底止座
比例电磁铁的结构
电磁 吸力
盆底止座结构的比例电磁铁 1-衔铁 2-上轭铁 3-底面 4-隔磁环 5-锥面
注意看书中的相关说明（P18-19）。
6-盆底极靴（下轭铁）
其磁路为外壳，上轭铁2经气隙δ进入衔 铁，之后分两路，一路Φ1穿过工作气隙 δs进入盆底面，另一路经气隙δ进入盆 底极靴的锥面，最后都进入外壳。因衔 铁被上、下轭铁所包围，衔铁与磁轭之 间的漏磁通仅产生径向力，磁轭与线圈 间的漏磁通产生类似于“螺管力”的力， 但这个力作用在磁轭上。因此，对于衔 铁被导磁体包围的闭式螺管电磁铁，衔 铁上基本没有螺管力存在，可以忽略。 电磁吸力主要是由在盆底极靴处分流的 磁通Φ1和Φ2产生（图1-8）。其中Φ1 沿轴向穿过工作气隙进入盆底产生端面 力Fd，而Φ2穿过盆底锥形周边，再通
直流螺管式电磁铁的吸力特性 1-平底下止座式 2-岔底止座式 3-锥底止座式
衔铁运动时，主气隙是不断减小的，因而主磁通逐渐 增加，而漏磁通就不断减小，也即是螺管力与端面力 之比不断变化，在处，漏磁通与主磁通相比，其值很 小，螺管力趋于零。于是就导致曲线1中螺管力不断 变化的曲线.
1—普通电磁铁的吸力特性 气隙增大，吸力F减小。
比例阀与伺服阀的比较：
伺服阀
比例阀
早期比例阀
电—机械转 换器 频响（Hz） 零位死区
加工精度
线圈功率 （W） 滞环（%） 体积
使用场合
力马达、力 比例电磁铁 比例电磁铁 矩马达
20—200 30
1-5
无
有
有
μ级
10μ级
10μ级
0.5—5
10—24
10—30
1—3 小 闭环
1—3
4—7
大
大
开环、闭环 开环
普通电磁铁与比例电磁铁的静态吸力特性。静态吸力特性 就是在稳态过程中得到的吸力特性。
静态吸力特性只是衔铁无限缓慢移动时的一种特例。
2-比例电磁铁 可以看出：比例电磁铁的 输出电磁力在整个工作行程
内基本上保持恒定。
比例电磁铁在不同输入电流下的力—位移特性曲线， 可见电磁力与输入电流之间的关系是线性关系。
第一章 比例电磁铁
比例电磁铁的概念： 电磁铁(直线力马达)是一种依靠电磁系统产生
的电磁吸力，使衔铁对外作功的一种电动 装置。
第一章 比例电磁铁
在电磁铁的运动过程中，必然要克服机械 负载和阻力而作功。对于普通电磁铁，一 般都要求电磁吸力大于负载反力；
而对于比例式电磁铁，则衔铁处于电磁吸 力与负载反力平衡的状态。只有这样，电 磁铁才能正常工作。
最大输出力为65～80N有效 行程。
力控制型比例电磁铁及其电器控制 1-比例电磁铁 2-给定电位计 3-比例电控器
在用作位置输出控制时 行程为3～5mm。
比例电磁铁的维护
比例电磁铁多数为湿式，也有干式比例电 磁铁，不同厂家的湿式比例电磁铁中耐油 压的程度也不尽相同，多数为耐35 MPa的 静压。