串联磁路混合励磁直线电磁阻尼器制造技术

本发明专利技术提供一种串联磁路混合励磁直线电磁阻尼器，属电机技术领域，它包括初级和次级，初级和次级之间为气隙。所述初级由导磁的铁心、永磁体和励磁线圈组成。永磁体表贴在初级铁心表面，或内置在铁心表面开的浅槽内。励磁线圈绕制在初级铁心的齿或轭上。永磁体与励磁线圈与铁心形成串联的磁路。所述次级由导磁且高导电的板结构，或者由高导电材料和高导磁基板形成的复合结构。初级永磁体、励磁绕组和铁心上串联磁路的磁力线穿过次级，形成闭合磁回路。当初级和次级相对运动时，次级上磁通发生变化，感应产生电涡流，从而产生涡流阻力。本发明专利技术解决了现有阻尼器控制性差，力密度低的问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种串联磁路混合励磁直线电磁阻尼器，属电机
，它包括初级和次级，初级和次级之间为气隙。所述初级由导磁的铁心、永磁体和励磁线圈组成。永磁体表贴在初级铁心表面，或内置在铁心表面开的浅槽内。励磁线圈绕制在初级铁心的齿或轭上。永磁体与励磁线圈与铁心形成串联的磁路。所述次级由导磁且高导电的板结构，或者由高导电材料和高导磁基板形成的复合结构。初级永磁体、励磁绕组和铁心上串联磁路的磁力线穿过次级，形成闭合磁回路。当初级和次级相对运动时，次级上磁通发生变化，感应产生电涡流，从而产生涡流阻力。本专利技术解决了现有阻尼器控制性差，力密度低的问题。【专利说明】串联磁路混合励磁直线电磁阻尼器
本专利技术属直线电机及阻尼器
，特别涉及一种串联磁路混合励磁直线电磁阻尼器。
技术介绍
较之于旋转电机系统，直接驱动直线电机系统简化了中间传动机构，因此具有结构简单，动态性能好，控制精度高，传动效率高等优点，因此在高精密加工装备、电动汽车等领域的各种运动控制系统中，具有广泛的应用前景。 由于直线电机系统省去了中间传动机构，使得外界负载的扰动及冲击都直接加载在电机上，使得系统的抗干扰能力弱，从而制约了系统稳定性、控制精度和可靠性的进一步提尚。 在直线电机系统中，通常通过安装阻尼器产生阻尼力，以减小系统内外的扰动及冲击对系统的影响。已有的阻尼器中广泛采用机械阻尼器和基于新型功能材料(如压电材料、超磁致伸缩材料)的阻尼器。其中机械阻尼器具有维护复杂，阻尼力可控性差的缺点，因此难以满足高精度运动控制的要求。而基于性能功能材料的阻尼器的成本高、控制难度大，也因此限制了其应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有高精度控制系统中使用的阻尼器结构复杂和可控性差的问题，提供一种串联磁路混合励磁直线电磁阻尼器。 本专利技术的具体技术方案如下:一种串联磁路混合励磁直线电磁阻尼器，它包括初级、次级以及初级与次级之间的气隙，其中的初级或次级作为动子，所述初级由铁心11、永磁体12和励磁线圈13组成；初级铁心11呈倒山形，包括中间一个宽齿111、两侧的两个窄齿112和113、以及轭114 ;中间宽齿的长度短于两侧长齿；所述永磁体包括两个，分为永磁体121和122，两永磁体分别表贴在窄齿112和113的内表面，也可以在铁心窄齿内表面开浅槽，永磁体内置在浅槽内，以减小永磁体表贴的难度和提尚强度；所述两个永磁体沿水平方向充磁，且两永磁体充磁方向相反；所述次级2包括反应板21和次级铁心22，反应板21包覆在次级铁芯外，次级2位于初级内并与宽齿位置对应，两永磁体121、122对应位于次级2的两侧； 所述励磁线圈13绕制在初级铁心的宽齿、窄齿或者轭上，励磁线圈13中通直流电。 初级中，励磁线圈13为一组绕制在初级铁心的宽齿111上；初级中，励磁线圈采用两组线圈131和132，它们分别绕制在初级铁心的两窄齿上，两组线圈串联或并联连接，两组线圈位于窄齿与宽齿之间的绕组的极性相同，位于窄齿外侧的绕组的极性相反；初级中，励磁线圈采用两组线圈133和134，它们分别绕制在宽齿与窄齿之间轭114上，两组线圈串联连接，绕制方向相反(即其中一个顺时针绕制，另一个则逆时针绕制)。 反应板21为倒U型结构，采用低电阻率材料；次级铁心22呈矩形，其内开有冷却孔23，冷却孔23形状为类梯形结构。 该阻尼器采用多模块化结构，它由N个上述阻尼器水平排列而成，其中N为多2的整数，N个阻尼器的次级铁心下端通过支撑板连接形成一体。支撑板采用高强度，不导磁或弱导磁的材料。 初级I和次级2之间形成N个倒U型气隙。 N个励磁绕组13分别绕制在N个初级铁心上，它们采用串接或并接方式，绕制在宽齿111、窄齿112和113或者绕制在轭114上；每个初级铁心上绕组的绕组方法完全相同。 一种串联磁路混合励磁直线电磁阻尼器，它包括初级、次级以及初级与次级之间的气隙，初级包括由两个倒山字型初级铁芯相对组合而成的环形铁心5，两个永磁体122和133，以及励磁绕组组成；两侧的窄齿相连为一体，两个初级铁芯上分别绕有励磁绕组，中间的宽齿相对设置，次级设置在两宽齿之间，两个永磁体分别表贴在两侧窄齿内表面上，两个永体充磁方向相反。 所述次级由次级铁心和反应板组成；初级和次级之间形成的气隙为环形结构；励磁线圈为两组分别绕制在两初级铁心的宽齿上；或励磁线圈采用四组线圈，它们分别绕制在两初级铁心的两窄齿上，四组线圈串联或并联连接；或励磁线圈采用四组线圈，它们分别绕制在宽齿与窄齿之间轭上，四组线圈串联连接或并联连接。 本专利技术的工作原理如下:本专利技术中，永磁体12和励磁线圈13中励磁直流电流产生的磁通，经初级1、气隙3和次级2形成闭合回路，磁通路径为经初级铁心宽齿111、窄齿112和113、轭114、倒U型气隙3、次级反应板21和次级铁心22闭合。当初级I和次级2相对运动时，次级2中磁场发生变化，根据电磁感应定律和楞次定律，次级反应板21中感应产生抑制磁场变化的电涡流，该电涡流与气隙磁场相互作用，因此产生阻碍初级和次级相对运动的阻尼力。当初级I和次级2相对静止时，次级反应板21中无感应电流，阻尼器不产生阻尼力。 通过调节励磁线圈13中电流的大小，可以改变初级1、次级2和气隙3中的磁场大小和分布，继而改变次级反应板21中感应涡流的大小，从而调节阻尼器输出阻尼力的大小。 本专利技术相比现有技术具有如下优点:本专利技术设计的阻尼器，结构简单、容易控制、具有较宽的阻尼力调节范围、可靠性高，适用于直接驱动直线电机运行控制系统中，能提高系统的稳定性、抗干扰能力和控制精度。此外，本专利技术还适用于其它运动控制系统的阻尼器，如车辆悬架阻尼器、精密仪器振动抑制等。 【专利附图】【附图说明】 图1为实施例一中阻尼器的结构示意图。 图2为实施例一中阻尼器的初级结构示意图。 图3为实施例一中阻尼器的次级结构示意图。 图4为实施例二中阻尼器的结构示意图。 图5为实施例三中阻尼器的结构示意图。 图6为实施例四中阻尼器的结构示意图。 图7为实施例五中阻尼器的结构示意图。 图8为实施例六中阻尼器的结构示意图。 图9和图10为实施例七中阻尼器的结构示意图。 图中:1_初级；2_次级；3_气隙；4_支撑板；5_环形铁心；6_环形反应板；11-初级铁心；12_永磁体；13_励磁绕组；21_反应板；22_次级铁心；23_冷却孔；111_宽齿；112-窄齿；113-窄齿；114_轭；121-N极永磁体；122_S极永磁体；131-励磁绕组；132_励磁绕组；133_励磁绕组；134_励磁绕组。 【具体实施方式】 下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明:实施例一:如图1、图2和图3所示，本专利技术的串联磁路混合励磁直线电磁阻尼器，包括:初级1，次级2，初级和次级之间为气隙3。直线电磁阻尼器的初级和次级可任选其一作为动子。 初级由初级铁心11、永磁体12和励磁线圈13组成。 初级铁心11包括一个宽齿111、两个窄齿分别为窄齿112和窄齿113，以及轭114。 永磁体121和永磁体122分别表贴在窄齿112和窄齿113的内表面，也可以在铁心齿内表面可以开浅槽，永磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串联磁路混合励磁直线电磁阻尼器，它包括初级、次级以及初级与次级之间的气隙，其中的初级或次级作为动子，其特征是：所述初级由铁心（11）、永磁体（12）和励磁线圈（13）组成；初级铁心（11）呈倒山形，包括中间一个宽齿（111）、两侧的两个窄齿、以及轭（114）；中间宽齿的长度短于两侧长齿；所述永磁体包括两个，分为永磁体（121）和（122），两永磁体分别表贴在窄齿的内表面；所述两个永磁体沿水平方向充磁，且两永磁体充磁方向相反；所述次级（2）包括反应板（21）和次级铁心（22），反应板（21）包覆在次级铁芯外，次级（2）位于初级内并与宽齿位置对应，两永磁体对应位于次级（2）的两侧；所述励磁线圈（13）绕制在初级铁心的宽齿、窄齿或者轭上，励磁线圈（13）中通直流电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄旭珍，谭强，王庆龙，周波，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32