比例电磁铁概述
比例电磁铁
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
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。
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
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。
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
a)结构 b)图形符号 c)等流量特性 1—阀体 2—比例电磁铁 3—节流阀心
4—定差减压阀心 5—动态阻尼液阻
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第四章 控制元件
南京理工大学泰州科技学院
２. 内含流量-力反馈的比例流量阀
液压与气压传动
第四章 控制元件
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第四章 控制元件
图4-92 直动式比例压力阀
a）普通比例电磁铁控制 b）带位移反馈比例电磁铁控制 1—比例电磁铁 2—推杆 3—弹簧 4—锥阀
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2. 先导式比例压力阀
液压与气压传动
第四章 控制元件
而图4-93所示的 两传先种导统阀压先的力导先阀式导，压阀若力心
铁，见图4-91。后者由于有衔铁位
移的电反馈闭环，因此当输入控制
电信号一定时，不管与负载相匹配
的比例电磁铁输出电磁力如何变化，
其输出位移仍保持不变。所以它能
抑制摩擦力等扰动影响，使之具有
极为优良的稳态控制精度和抗干扰 特性。
图4-91 带位移反馈比例电磁铁
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液压与气压传动
第四章 控制元件
由于磁路结构的特点，使之具有如
图4-90b所示的几乎水平的电磁力-
行程特性，这有助于阀的稳定性。
图4-90所示的电磁铁的输出是电磁
推力，故称为力输出型，还有一种
带位移反馈的位置输出型比例电磁
比例电磁铁概述
比例电磁铁概述比例电磁铁作为电液比例控制元件的电一机械转换器件，其功能是将比例控制放大器输给的电流信号转换成力或位移。
比例电磁铁推力大、结构简单，对油质要求不高，维护方便，成本低廉，衔铁腔可做成耐高压结构，是电液比例控制技术中应用最广泛的电一机械转换器。
比例电磁铁的特性及工作可靠性，对电液比例控制系统和元件具有十分重要的影响，是电液比例控制技术关键部件之一。
电液比例控制技术对比例电磁铁提出了一定的要求，主要有:1)水平的位移一力特性，即在比例电磁铁有效工作行程内，当线圈电流一定时，其输出力保持恒定。
2)稳态电流一力特性具有良好的线性度，较小的死区及滞回。
3)阶跃响应快，频响高。
比例电磁铁的结构和工作原理虽然目前国内外市场中比例电磁铁的品种繁多，但其基本的结构和原理大体相同。
图1所示即为一典型的耐高压比例电磁铁的基本结构。
图1 比例电磁铁结构图图2比例电磁铁力-位移特性图由图1可知，典型的耐高压比例电磁铁主要由导套、衔铁、外壳、极靴、线圈、推杆等组成。
导套前后两段为导磁材料，中间则用一段非导磁材料(隔磁环)焊接。
导套具有足够的耐压强度(约可承受35MPa的静压力)。
导套前段和极靴组合，形成带锥型端部的盆型极靴，其相对尺寸决定了比例电磁铁稳态特性曲线的形状。
导套和壳体之间配置同心螺线管式控制线圈。
衔铁的前端装有推杆，用以输出力或位移;后端装有弹簧和调节螺钉组成的调零机构，可以在一定范围内对比例电磁铁特性曲线进行调整。
比例电磁铁一般为湿式直流控制，与普通直流电磁铁相比，由于结构上的特殊设计，使之形成特殊的磁路，从而使它获得基本的吸力特性，即水平的位移一力特性，与普通直流电磁铁的吸力特性有着本质区别。
比例电磁铁的磁路，在工作气隙附近被分成两部分Φ1和Φ2，如图３(a)所示。
其中，一条磁路中Φ1由前端盖盆型极靴底部，沿轴向工作气隙，进入衔铁，穿过导套后段和导磁外壳回到前端盖极靴，产生轴向推力(端面力)F1;而另一磁路Φ2经盆型极靴锥形周边(导套前段)，径向穿过工作气隙进入衔铁，而后与Φ1汇合，产生轴向附加力F2。
比例电磁铁
比例电磁铁电液比例控制技术对比例电磁铁提出了一定的要求，主要有：a)水平的位移力特性，即在比例电磁铁有效工作行程内，当线圈电流一定时，其输出力保持恒定。
b)稳态电流——力特性具有良好的线性度，较小的死区及滞回。
c)阶跃响应快．频响高。
1.1 结构与水平吸力特性图0.1 耐高压直流比例电磁铁的结构和特性a)传统电磁铁的吸力特性；b)比例电磁铁的特性的形成——2种吸力特性的叠加；c)形成2种吸力特性的结构因素——隔磁环；d)分3个区段——用小隔磁环来消除第1区段，第2区段为水平吸力区，第3区段为辅助工作区；e)调零弹簧对输入输出特性的影响；f)电磁铁工作状态:湿式,耐高压,动铁前后通油孔改善动态特性。
1.2 稳态控制特性图0.2 不带位移反馈比例电磁铁位移——力特性图0.3 不带位移反馈比例电磁铁电流——力特性图0.4 带位移闭环的比例电磁铁的稳态特性1.3 力控制型与位置控制型：结构与特性的对比力控制型——与输入信号成比例的是输出力；位置控制型——与输入信号(电压)成比例的不是输出力!而是动铁位移（具体力的大小由负载需要定——在最大吸力之内）行程调节型——力控制性的变种（由弹簧转化为位移） 比较关系如下表：结构输入输出特性使用 力控制型 电流--- 输出力 输出力只与输入电流成正比工作区内与衔铁位移无关行程较短，用于先导级行程控制型 力控制型+负载弹簧，结构完全相同，只是使用上的区别电流--力----位移输出位移与输入电流成正比 输出行程较大，多用于直控阀 位置调节型力控制型+位移传感器，增加了动铁位置小闭环电流--- 衔铁位置衔铁位置与输入电流成正比与所受反力无关*有动铁位置反馈闭环 *用于控制精度要求较高的直控阀1.4 结构对性能的影响a) 动铁的阻尼通道； b) 反比例；c) 双向激励线圈，湿式，双向输出,无零位死区； d) 排气。
举例某电磁铁的规格如下表：电磁铁规格 035 045 060 新发展输出力 N 55 75 135 行程 mm 2+2 3+3 4+4额定电流 mA 680 810 11102500--3700常态电阻 Ω 24.6 2116.7电压V24。
比例电磁铁
比例电磁铁
比例电磁铁是一种能够按照一定的比例来产生电磁力的装置。
这种类型的电磁铁通常由绕组、铁芯和电源组成。
绕组是一个由导线制成的线圈，通常绕在一个铁芯上。
当电流通过绕组时，会产生一个磁场。
磁场的强度与电流的大小成正比。
铁芯的作用是增强磁场的强度。
铁芯通常由铁制成，因为铁具有较高的磁导率，能够有效地集中和增强磁场。
电源提供了电流给绕组，从而产生磁场。
电源可以是直流电源或交流电源，具体取决于应用需求。
比例电磁铁的原理是根据安培定律，电流通过绕组时会产生一个磁场，磁场与电流的关系为磁场强度等于电流乘以绕组的匝数。
因此，通过控制电流的大小和绕组的匝数，可以实现按照一定比例来产生电磁力。
比例电磁铁在工业和科学研究领域有广泛的应用。
例如，它可以用于控制和调节机械系统的运动，如电磁阀、电磁刹车等。
此外，比例电磁铁还可以用于制造精密仪器和设备，如电流表、磁力计等。
比例电磁铁与普通电磁铁的区别【范本模板】
一、比例电磁铁产生一个与输入变量成比例的力或位移输出液压阀以这些输出变量力或位移作为输入信号就可成比例地输出流量或压力这些成比例输出的流量或压力输出对于液压执行机构或机器动作单元而言意味着不仅可进行方向控制而且可进行速度和压力的无级调控─同时执行机构运行的加速或减速也实现了无级可调如流量在某一时间段内的连续性变化等。
二、比例电磁铁必须具有水平吸力特性,即在工作区内，其输出力的大小只与电流有关，与衔铁位移关，若电磁铁的吸力不显水平特性，弹簧曲线与电磁力曲线族只有有限的几个交点，这意味着不能进行有效的位移控制.在工作范围内,不与弹簧曲线相交的各电磁力曲线中,对应的电流在弹簧曲线以下，不会引起衔铁位移;在弹簧曲线以上时，若输出这样的电流，电磁力将超过弹簧力，将衔铁一直拉到极限位置为止。
相反，若电磁铁具有水平特性，那么在同样的弹簧曲线下，将与电磁力曲线族产生许多交点。
在这些交点上,弹簧力与电磁力相等，就是说，逐渐加大输入电流时，衔铁能连续地停留在各个位置上。
三、比例阀，又称电液比例阀，是一种介于通断控制与伺服控制之间的新型电液控制元件。
是根据电信号连续的、按比例地控制液压系统中的压力、流量、方向，并可以防止液压冲击。
由于其结构设计、工艺性能、使用价格都介于通断控制元件和伺服控制之间，近年来得到广泛应用。
控制原理:当电信号输入其电磁系统中，便会产生与电流成比例的电磁推力，该推力控制相应元件和阀芯，导致阀芯平衡系统调定的压力，使系统压力与电信号成比例。
如输入电信号按比例或一定程序变化,则系统各参数也随着变化.比例阀一般采用两端承压面积不等的差径活塞结构。
工作原理如图12-9所示，比例阀不工作时,差径活塞2在弹簧3的作用下处于上极限位置。
此时阀门1保持开启,因而在输入控制压力P1与输出压力P2从零同步增长的初始阶段，总是P1=P2.但是压力P1的作用面积为A1=π（D2-d2）/4，压力阀的作用面积为A2=πd2/4，因而A2〉A1，故活塞上方液压作用力大于活塞下方液压作用力.在P1、P2同步增长过程中当活塞上、下两端液压作用之差超过弹簧3的预紧力时，活塞便开始下移。
什么是比例电磁铁
什么是电磁铁
安阳市华阳电磁铁制造有限公司
电磁铁顾名思义就是通电能产生电磁的一种装置，内部带有铁芯的通电螺线管叫电磁铁。
当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场磁化。
磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。
为了使电磁铁的磁性更强，通常将铁芯制成蹄形。
但要注意蹄形铁芯上线圈的绕向相反，一边顺时针，另一边必须逆时针。
如果绕向相同，两线圈对铁芯的磁化作用将相互抵消，使铁芯不显磁性。
另外，为了使电磁铁断电立即消磁，我们往往采用消磁较快的的软铁或硅钢材料来制做。
这样的电磁铁在通电时有磁性，断电后磁就随之消失。
电磁铁的铁芯不能用钢制做。
否则钢一旦被磁化后，将长期保
持磁性而不能退磁，则其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制，而失去电磁铁应有的优点。
比例电磁铁关键结构参数分析
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衔 铁 位 移 （ ｍｍ）
围３隔磁环角度对输 出特性的影响 产生此种现象 的原 因在于 ，隔磁环工作角度增 大，经过隔磁环处 的磁－ 通５ Ｐ － ￣ ｔ
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科学技术 （ 责任 编辑 ：郑弱 ）
２ ． ５隔磁环 位 置对 比例 电磁 铁 的影响
比例 电磁铁在 工作行 程内的水平位移——力特性 曲线是 由端 面力 和附加轴 向力两个分力合成的。端面力是由磁感线 穿越工作气 隙进 入 极靴而产生 ；附加轴向力则由磁感线从 衔铁 直接进入 导套 而产生。改 变衔铁导套形成的磁路上的磁阻可对磁感线 分布产 生影响 ，从而改变 附加轴 向力的大小 ，控制位移——力特性曲线 的形状 。而磁 阻的大小 与磁路截面积成反 比，因此调整隔磁环的位 置实现可以控 制局部磁 阻 的大小 ，达到间接控制附加轴 向力的 目的。如 图４ 所示 ，左 图隔磁环位 于工作气隙下方 ，右图 ，隔磁环紧邻工作气 隙。右图可以得到较好 的 水平位移——力曲线。
科学技术 （ 责任编辑 ：郑弱 ）
比例 电磁铁关键结构参数分析
杜金凤
（ 新乡职业技术学院 河南 新乡 ４ ５ ３ ０ ０ ０） 摘 要 ：比例电磁铁是 比例 阀的核心部件 ，它 的水平位移——力特性是比例电磁铁所要求的重要性能，用电磁仿真软件对多种比例电磁铁结构方
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比例电磁铁概述
比例电磁铁作为电液比例控制元件的电一机械转换器件，其功能是将比例控制放大器输给的电流信号转换成力或位移。
比例电磁铁推力大、结构简单，对油质要求不高，维护方便，成本低廉，衔铁腔可做成耐高压结构，是电液比例控制技术中应用最广泛的电一机械转换器。
比例电磁铁的特性及工作可靠性，对电液比例控制系统和元件具有十分重要的影响，是电液比例控制技术关键部件之一。
电液比例控制技术对比例电磁铁提出了一定的要求，主要有:
1)水平的位移一力特性，即在比例电磁铁有效工作行程内，当线圈电流一定时，其输出力保持恒定。
2)稳态电流一力特性具有良好的线性度，较小的死区及滞回。
3)阶跃响应快，频响高。
比例电磁铁的结构和工作原理
虽然目前国内外市场中比例电磁铁的品种繁多，但其基本的结构和原理大体相同。
图1所示即为一典型的耐高压比例电磁铁的基本结构。
图1 比例电磁铁结构图图2比例电磁铁力-位移特性图
由图1可知，典型的耐高压比例电磁铁主要由导套、衔铁、外壳、极靴、线圈、推杆等组成。
导套前后两段为导磁材料，中间则用一段非导磁材料(隔磁环)焊接。
导套具有足够的耐压强度(约可承受35MPa的静压力)。
导套前段和极靴组合，形成带锥型端部的盆型极靴，其相对尺寸决定了比例电磁铁稳态特性曲线的形状。
导套和壳体之间配置同心螺线管式控制线圈。
衔铁的前端装有推杆，用以输出力或位移;后端装有弹簧和调节螺钉组成的调零机构，可以在一定范围内对比例电磁铁特性曲线进行调整。
比例电磁铁一般为湿式直流控制，与普通直流电磁铁相比，由于结构上的特殊设计，使之形成特殊的磁路，从而使它获得基本的吸力特性，即水平的位移一力特性，与普通直流电磁铁的吸力特性有着本质区别。
比例电磁铁的磁路，在工作气隙附近被分成两部分Φ1和Φ2，如图３(a)所示。
其中，一条磁路中Φ1由前端盖盆型极靴底部，沿轴向工作气隙，进入衔铁，穿过导套后段和导磁外壳回到前端盖极靴，产生轴向推力(端面力)F1;而另一磁路Φ2经盆型极靴锥形周边(导套前段)，径向穿过工作气隙进入衔铁，而后与Φ1汇合，产生轴向附加力F2。
这种特殊形式磁路的形成，主要是由于采用了隔磁环结构，构成了一带锥形周边的盆型极靴。
因此，盆口
部位几何形状及尺寸，需要经过优化设计和实验研究才能决定。
由于电磁作用，F1和F2二者综合得到比例电磁铁的位移一力特性，如图3(b)所示。
在工作区域内，电磁力F，相对于衔铁位移基本呈水平力特性关系。
图3 比例电磁铁此路示意图及位移-力特性示意图
比例电磁铁的分类
比例电磁铁的分类根据使用情况和调节参数的不同，可分为力控制型，行程控制型和位置调节型三种基本应用类型。
力控制型比例电磁铁直接输出力，它的工作行程较短，一般用在比例阀的先导控制级上，在工作区内，具有水平的位移一力特性，即其输出力只与输入电流呈比例，而与位移无关。
力控制型比例电磁铁直接输出力，它的工作行程较短，一般用在比例阀的先导控制级上，在工作区内，具有水平的位移一力特性，即其输出力只与输入电流呈比例，而与位移无关。
行程控制型的比例电磁铁是由力控制型比例电磁铁和负载弹簧共同工作而形成的。
力控制性电磁铁的输出力，通过弹簧转换成为输出位移。
即行程控制型比例电磁铁实现了电流一力一位移的线性转换。
这种类型的比例电磁铁，输出量是与电流成比例的位移，其工作行程较大，多用在直接控制型的比例阀上。
行程控制型比例电磁铁与力控制型比例电电磁铁结构完全想通，只有使用条件的区别，因此它们的控制特性曲线是一致的，都具有水平的位移一力特性和线性的电流一力特性。
上述比例电磁铁的衔铁位置如果通过位移传感器检测，构成位置电反馈闭环，就形成了位置调节型比例电磁铁。
位置调节型比例电磁铁的衔铁位置由其推动的阀芯位置，通过一闭环调节回路进行调节。
只要电磁铁运行在允许的工作区域内，其衔铁就保持与输入电信号相对应位置不变，而与所受反力无关，即它的负载刚度很大。
这类位置调节型比例电磁铁多用于控制精度要求较高的直接控制式比例阀上。
在结构上，除了衔铁的一端接上位移传感器(位移传感器的动杆与衔铁固接)外，其余与力控制型，行程控制型比例电磁铁是相同的。
比例电磁铁的发展状况
比例电磁铁研究的国内外现状。
比例电磁铁的发展较早起步于国外，特别是德国和日本，主要生产厂家有MagnetSchultz 、bso 、BINDER、Rexroth Bosch、Vickers、油研等。
国内一些研究机构，如浙江大学流体传动及控制国家重点实验室对比例电磁铁作了一系列的研究工作，先后开发了普通型和耐高压型比例电磁铁，以及耐高压双向极化式比例电磁铁，旋转比例电磁铁，防爆比例电磁铁等，并推广了相关的技术。
电磁铁厂家整发！。