电线路会通过电容器C3对保持线圈进行通电，它可补偿永久磁铁的保持力。现在一个弹簧回弹力可将驱动器带到“关”的位置上(工作气隙全开)。根据一个自由选择的时间窗口，在绝缘栅双极型晶体管IGBTl导电接通后，通过对S1、S2，Al、A2进行串联来对电容性蓄电池C1-C1"进行放电，通过这样的方式反过程，也就是吸住电枢。也是可实现的。最好是当极板进入到对永久磁铁(或者是所属的极靴)的作用区域时，通过IGBTs2’和2"的绝缘线路以及IGBTs2和2",的导电线路对用一定的时间偏差从电容器C2对保持线圈进行通电。只要对电枢的位置进行测量(有可能取决于时间)，打开/关闭绝缘栅双极型晶体管IGBTs的这个过程当然也可通过位置和/或速度来进行控制，已知的测量方法已经有很多种了。
[0047]提高效率以及缩短调节时间的可能性:所描述的驱动器不是仅顶着一个弹簧吸住的，而是补充了一个弹簧系统，这个弹簧系统将电枢从开放位置(行程起始位置)推向闭合位置(行程终端位置)。为此，要有第二个结构元件来对抗补充的弹簧力，从而将电枢保持在行程起始位置，比如类似于已进行描述的处于行程终端位置的保持系统的这么一个结构(保持线圈以及永久磁铁(“自保持电磁铁”))。第二个补充的弹簧系统必须是这样构成的，使得电枢可得到一个将其从两个顶端位置(行程起始位置和终端位置)向行程中间位置加速的力。在补充的弹簧系统从行程的某一点开始起制动作用之前，它首先是加快电枢向行程终端位置移动，这样整个行程上的弹簧力总和就变为零，这是一个有利条件，但并不是强制性的。最终，电枢穿过整个行程的速度提高了，从而提高了设备的效率:供应给驱动器的电能转化为损耗功和有效功，有效功与输入能量之间的比例就是效率。有效功是一个最终的行程函数。但是损耗功一一主要是欧姆损耗一一是一个时间函数，并且会进一步上升。调节行程走过得越快，欧姆部分就越少，并且效率就越高。
[0048]根据这个方法，调节过程比如可这样进行:将顶着弹簧力将电枢保持在行程起始位置的元件松开(比如，“保持线圈”的反向激励，这就意味着自保持电磁铁的反向激励)。于是，弹簧系统首先加快电枢向行程中间位置方向移动。同时或者有一定的延迟，接通对电枢和定子线圈的通电。它们会额外加快电枢的移动，这样比从静止位置对其进行加速有着更高的效率。传给电枢的动能在向行程终端位置靠近时再次被储存到弹簧系统中去。
【主权项】
1.具有有限行程的可扩展的高动态电磁线性驱动器，包括: 定子，该定子包括两个软磁铁心； 由软磁材料制成的至少部分截面是扁平的电枢，该电枢能够沿定子铁心之间的纵轴移动； 至少两个带有软磁铁心的固定在定子上的扁平定子线圈(S1、S2)，该扁平定子线圈具有长的绕组高度(H)，其中线圈铁心为软磁定子铁心的一部分或者以导磁形式与定子铁心连接； 至少一个带有软磁铁心的固定在电枢上的扁平电枢线圈(Al、A2)，该扁平电枢线圈具有长的绕组高度(H)，其中线圈铁心为电枢的一部分或者由电枢制成，或者该电枢线圈及其软磁铁心一起卧于扁平式电枢的凹口处； 预设的行程起始位置和终端位置； 至少一个通过开关控制的装置，用于抵抗反弹力，并将电枢保持在至少一个终端位置； 通过开关控制的供电装置，该供电装置包括能量储存器以及至少一个开关。
2.根据权利要求1所述的线性驱动器，其中，通过开关控制的装置是与电枢机械连接的自保持电磁铁。
3.根据权利要求1所述的线性驱动器，其中，通过开关控制的装置是机械啮合装置。
4.根据权利要求1所述的线性驱动器，其中，能量储存器是电容性蓄电池。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的线性驱动器，其中，电枢和/或定子铁心是由叠片铁心或者树脂粘结的软磁粉末制成。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的线性驱动器，其中，电枢垂直于纵轴，且具有高度(G)远小于宽度(O)的矩形横截面。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的线性驱动器，其中，线圈垂直于纵轴，该线圈具有长度(L)以及沿纵轴的远大于该长度(L)的绕组高度(H)。
8.根据权利要求7所述的线性驱动器，其中，线圈含有铁心，该铁心具有沿纵轴的宽度(K)，其中线圈的绕组高度(H)与铁心的宽度(K)基本相等，并且是所述线性驱动器的最大行程⑶。
9.根据权利要求8所述的线性驱动器，其中，线圈的绕组高度(H)大约等于所述线性驱动器的最大行程(S)的三分之二。
10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的线性驱动器，其中，两个定子线圈(S1、S2)分别安放在定子铁心的两个对面，并且是同轴安放的，所述定子线圈(S1、S2)带有共同的与纵轴垂直的线圈轴。
11.根据权利要求10所述的线性驱动器，其中，两个定子线圈(S1、S2)的通电方向相同。
12.根据权利要求1-11中任一权利要求所述的线性驱动器，至少有一个电枢线圈(Al、A2)带有线圈轴，该线圈轴与纵轴是垂直并且与定子线圈(S1、S2)的线圈轴平行，并且为了将电枢从行程起始位置推向行程终端位置，至少有一个电枢线圈(A1、A2)与定子线圈(S1、S2)的通电方向相反。
13.根据权利要求12所述的线性驱动器，在行程起始位置，至少有一个电枢线圈(Al、A2)的线圈轴与定子线圈(S1、S2)的线圈轴是沿着纵轴相对地错位排列，从而当电枢从行程起始位置向行程终端位置移动时，增加线圈轴之间的标准距离。
14.根据权利要求13所述的线性驱动器，至少一个电枢线圈(A1、A2)与定子线圈(S1、S2)的线圈轴之间的偏移量基本等于定子线圈(S1、S2)的绕组高度(H)的一半。
15.根据权利要求13所述的线性驱动器，至少一个电枢线圈(A1、A2)与定子线圈(S1、S2)的线圈轴之间的偏移量处在定子线圈(S1、S2)的绕组高度(H)的0.5到I倍之间的范围内。
16.根据权利要求1-15中任一权利要求所述的线性驱动器，其中，至少一个电枢线圈(A1、A2)与定子线圈(S1、S2)被配置和通电，使得至少一个电枢线圈(A1、A2)产生出与定子线圈(S1、S2)基本相等的磁力。
17.根据权利要求1-16中任一权利要求所述的线性驱动器，为了将执行器从行程起始位置推向行程终端位置，选择至少一个电枢线圈(A1、A2)与定子线圈(S1、S2)之间的范围内的电枢和/或定子的材料，使其能够在通电时达到磁饱和并且局部达到超过材料饱和极化强度的磁通量。
18.根据权利要求1-17中任一权利要求所述的线性驱动器，定子铁心和电枢被配置为，使得定子线圈(S1、S2)和至少一个电枢线圈(A1、A2)产生的磁场没有穿过明显的气隙。
19.根据权利要求1-18中任一权利要求所述的线性驱动器，其中，所述线性驱动器是对称的，但不是旋转对称，从而所述线性驱动器具有两个对称面，所述对称面的交线与纵轴一致。
20.根据权利要求1-19中任一权利要求所述的线性驱动器，其中，所述线性驱动器是对称的，所述线性驱动器具有两个对称面，所述对称面的交线是二重旋转轴并且与纵轴一致。
【专利摘要】下面将对一种具有有限行程的可扩展的高动态电磁线性驱动器进行描述。该线性执行器的特点是横向力小。根据本发明的一个例子，该线性执行器包括了：定子，该定子包括两个软磁铁心；由软磁材料制成的电枢，其至少在某些截面是扁平的，并且可沿着定子铁心之间的轴移动；至少两个带有软磁铁心的扁平线圈，其绕组高度大，并且被固定在定子(定子线圈)上，其中线圈铁心为软磁定子铁心的一部分或者以导磁形式与定子铁心连接；至少一个带有软磁铁心的扁平线圈(电枢线圈)，其绕组高度大，并且被固定在电枢上，其中线圈铁心为电枢的一部分或者由电枢制成，或者该电枢线圈及其软磁铁心一起卧于扁平式电枢的凹口处；一个明确定义的行程起始位置和终端位置(“多个终端位置”)，一个通过开关控制的装置，用于抵抗反弹力，并将电枢保持在至少一个终端位置上，比如，一个与电枢机械连接在一起的自保持电磁铁或者一个机械啮合装置，一个通过开关控制的供电装置，供电装置包括能量储存器，比如电容性蓄电池，以及至少一个开关。
【IPC分类】H01F7-121, H01F7-16
【公开号】CN104854665
【申请号】CN201380059901
【发明人】A·梅克伦堡
【申请人】雷福尔公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2013年10月11日
【公告号】EP2907146A2, US20150270766, WO2014056487A2, WO2014056487A3, WO2014056487A8