半可控圆筒型直线电磁阻尼器制造技术

半可控圆筒型直线电磁阻尼器，属于电机技术领域。解决了永磁涡流阻尼器阻尼力不可控的问题。它包括初级、次级、三相整流桥及外围电路构成，初级包括导体环、三相绕组、初级导磁轭环及初级套筒，三相绕组直接绕制在导体环上，三相绕组的引出线经过三相整流桥进行整流，并与外接电阻连接，三相整流桥采用不可控或可控两种方式；次级由永磁体和次级套筒等部分组成，永磁体采用轴向充磁或径向充磁。本发明专利技术将被动阻尼与主动阻尼相结合，具有阻尼力大、阻尼力可控的优点。它主要用于对阻尼力进行控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电机

技术介绍
永磁涡流阻尼器是利用永磁体磁场与导体涡流磁场之间相互作用而产生阻尼力的一种装置，具有非接触、无摩擦、无噪音等优点，在减振隔振系统、电机测试装置及高精度仪器设备中都具有较好的应用前景。然而，由于永磁式涡流阻尼器一般仅由永磁体、导体板、导磁轭板等无源部件组成，因此其不具备阻尼力的调整能力，限制了其在某些场合的进一步应用。为了获得阻尼力的可控性，目前多采用电励磁涡流阻尼器的方式，通过改变励磁电流来控制磁场的强弱，进而改变阻尼力的大小。但是，这种方式存在的问题是需要额外的直流励磁电源，而且励磁绕组在建立磁场过程中会产生附加的铜耗。
技术实现思路
本专利技术是为了解决永磁涡流阻尼器阻尼力不可控的问题，本专利技术提供了一种半可控圆筒型直线电磁阻尼器。本专利技术所述的半可控圆筒型直线电磁阻尼器包括四种方案：方案一：半可控圆筒型直线电磁阻尼器，它包括初级、次级、不可控型三相整流桥、二极管D1、电阻R、电容C和功率开关管S；初级包括导体环、三相绕组、初级导磁轭环和初级套筒，次级包括次级套筒、永磁体和极间铁心，初级为圆筒型结构，由内至外依次为：导体环、三相绕组、初级导磁轭环和初级套筒，三相绕组缠绕在导体环上，且三相绕组的三相电流输出端与不可控型三相整流桥的三相电流输入端连接，不可控型三相整流桥正极电源输出端与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极同时与功率开关管S的正极、电容C的一端和电阻R的一端连接，不可控型三相整流桥负极电源输出端同时与功率开关管S的负极、电容C的另一端和电阻R的另一端连接；次级为圆柱型结构，初级套在次级上，初级和次级同轴；永磁体为圆环或圆盘形结构，极间铁心为圆环或圆盘形结构，永磁体和极间铁心均位于次级套筒内，且二者沿次级套筒的轴向交替分布，永磁体的充磁方向为轴向充磁，且相邻的两个永磁体的充磁方向相反。方案二：半可控圆筒型直线电磁阻尼器，它包括初级、次级、可控型三相整流桥、电阻R和电容C；初级包括导体环、三相绕组、初级导磁轭环和初级套筒，次级包括次级套筒、永磁体和极间铁心，初级为圆筒型结构，由内至外依次为：导体环、三相绕组、初级导磁轭环和初级套筒，三相绕组缠绕在导体环上，且三相绕组的三相电流输出端与可控型三相整流桥的三相电流输入端连接，可控型三相整流桥的直流输出端口同时并联电阻R和电容C；次级为圆柱型结构，初级套在次级上，初级和次级同轴；永磁体为圆环或圆盘形结构，极间铁心为圆环或圆盘形结构，永磁体和极间铁心均位于次级套筒内，且二者沿次级套筒的轴向交替分布，永磁体的充磁方向为轴向充磁，且相邻的两个永磁体的充磁方向相反。方案一和二中所述的半可控圆筒型直线电磁阻尼器，所述的永磁体外径、极间铁心外径和次级套筒内径尺寸相同。方案三：半可控圆筒型直线电磁阻尼器，它包括初级、次级、不可控型三相整流桥、二极管D1、电阻R、电容C和功率开关管S；初级包括导体环、三相绕组、初级导磁轭环和初级套筒，次级包括次级套筒、永磁体、非导磁间隔环和次级导磁轭环，初级为圆筒型结构，由内至外依次为：导体环、三相绕组、初级导磁轭环和初级套筒，三相绕组缠绕在导体环上，且三相绕组的三相电流输出端与不可控型三相整流桥的三相电流输入端连接，不可控型三相整流桥正极电源输出端与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极同时与功率开关管S的正极、电容C的一端和电阻R的一端连接，不可控型三相整流桥负极电源输出端同时与功率开关管S的负极、电容C的另一端和电阻R的另一端连接；次级为圆筒型结构，初级套在次级上，初级和次级同轴；永磁体圆环形结构，永磁体和非导磁间隔环均套在次级导磁轭环上，且二者沿次级导磁轭环轴向交替分布，永磁体的充磁方向为径向充磁，且相邻两个永磁体充磁方向相反，次级套筒套在永磁体和非导磁间隔环外侧。方案四：半可控圆筒型直线电磁阻尼器，它包括初级、次级、可控型三相整流桥、电阻R和电容C；初级包括导体环、三相绕组、初级导磁轭环和初级套筒，次级包括次级套筒、永磁体、非导磁间隔环和次级导磁轭环，初级为圆筒型结构，由内至外依次为：导体环、三相绕组、初级导磁轭环和初级套筒，三相绕组缠绕在导体环上，且三相绕组的三相电流输出端与可控型三相整流桥的三相电流输入端连接，可控型三相整流桥的直流输出端口同时并联电阻R和电容C；次级为圆筒型结构，初级套在次级上，初级和次级同轴；永磁体圆环形结构，永磁体和非导磁间隔环均套在次级导磁轭环上，且二者沿次级导磁轭环轴向交替分布，永磁体的充磁方向为径向充磁，且相邻两个永磁体充磁方向相反，次级套筒套在永磁体和非导磁间隔环外侧。方案三和方案四中所述的半可控圆筒型直线电磁阻尼器，所述的永磁体和非导磁间隔环的内径及外径相同，且永磁体的内径与非导磁间隔环的外径相同，永磁体的外径与次级套筒的内径相同。四种方案中所述的半可控圆筒型直线电磁阻尼器，所述的初级导磁轭环的外径和初级套筒的内径相同。所述的可控型三相整流桥为由MOSFET或IGBT构成的可控型三相整流桥。所述的导体环为铜或铝。所述的不可控型三相整流桥为由二极管构成的不可控型三相整流桥。原理分析：本专利技术所采用的技术方案为，在导体环一侧增加三相绕组和导磁环，并且将三相绕组通过三相整流桥与一个外接电阻相串联；当初级与次级发生相对运动时，次级永磁体与初级导体环之间可以产生被动阻尼力，这部分阻尼力是不可控的，与此同时，次级永磁体与三相绕组之间还可以产生一定主动阻尼力，这部分阻尼力是可控的。通过这
样一个结构创新，在保留永磁涡流阻尼器优点的基础之上，实现了阻尼力的部分可控。主动阻尼力的产生及控制原理：次级永磁体与初级三相绕组发生相对运动时，会在三相绕组中产生三相反电势，由于三相绕组经过三相整流桥与外接电阻相串联，形成闭合回路，所以三相反电势在绕组中会产生三相电流，该电流与永磁体相互作用就会产生阻碍初级与次级发生相对运动的制动力，与发电机中的制动力原理相同。当对主动阻尼力的大小进行调整时，需要结合具体的电路进行说明，分为两种情况：第一种是采用不可控三相整流桥，整流桥由二极管组成，在整流桥的输出端并联一个功率开关器件，当开关导通时，外接电阻被短接，绕组电流较大，主动阻尼力有最大值，当开关关断时，外接电阻较大，绕组电流较小，主动阻尼力有最小值，实际应用时，可以通过调节功率开关的占空比实现主动阻尼力在最大值与最小值之间的任意变化。第二种是采用可控型三相整流桥，整流桥由MOSFET或IGBT组成，调节各开关管的占空比实现对三相绕组电流的调整，从而改变主动阻尼力的大小。本专利技术带来的有益效果是：通过将三相绕组与导体环进行结合，实现了利用一个装置同时可以产生主动阻尼力和被动阻尼力的目的，采用以三相整流桥为主体的外电路，仅通过改变功率开关管的占空比即可实现对主动阻尼力的调整，从而使得该阻尼装置具有一定的调整能力，与永磁涡流阻尼器相比，动态性能可以进行适当调节，提高了其适应能力。附图说明图1为具体实施方式一、二、四和五所述的半可控圆筒型直线电磁阻尼器中的初级与次级的结构示意图；图2为具体实施方式一和二中初级与次级的剖视图；图3为具体实施方式一和二中初级与次级的局部放大图；图4为具体实施方式一、二、四和五中初级的结构示意图；图5为具体实施方式一和二中次级的立体结构示意图；图6为具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
半可控圆筒型直线电磁阻尼器，其特征在于，它包括初级(1)、次级(2)、不可控型三相整流桥(3)、二极管D1、电阻R、电容C和功率开关管S；初级(1)包括导体环(1‑1)、三相绕组(1‑2)、初级导磁轭环(1‑3)和初级套筒(1‑4)，次级(2)包括次级套筒(2‑1)、永磁体(2‑2)和极间铁心(2‑3)，初级(1)为圆筒型结构，由内至外依次为：导体环(1‑1)、三相绕组(1‑2)、初级导磁轭环(1‑3)和初级套筒(1‑4)，三相绕组(1‑2)缠绕在导体环(1‑1)上，且三相绕组(1‑2)的三相电流输出端与不可控型三相整流桥(3)的三相电流输入端连接，不可控型三相整流桥(3)正极电源输出端与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极同时与功率开关管S的正极、电容C的一端和电阻R的一端连接，不可控型三相整流桥(3)负极电源输出端同时与功率开关管S的负极、电容C的另一端和电阻R的另一端连接；次级(2)为圆柱型结构，初级(1)套在次级(2)上，初级(1)和次级(2)同轴；永磁体(2‑2)为圆环或圆盘形结构，极间铁心(2‑3)为圆环或圆盘形结构，永磁体(2‑2)和极间铁心(2‑3)均位于次级套筒(2‑1)内，且二者沿次级套筒(2‑1)的轴向交替分布，永磁体(2‑2)的充磁方向为轴向充磁，且相邻的两个永磁体(2‑2)的充磁方向相反。...

【技术特征摘要】
1.半可控圆筒型直线电磁阻尼器，其特征在于，它包括初级(1)、次级(2)、不可控型三相整流桥(3)、二极管D1、电阻R、电容C和功率开关管S；初级(1)包括导体环(1-1)、三相绕组(1-2)、初级导磁轭环(1-3)和初级套筒(1-4)，次级(2)包括次级套筒(2-1)、永磁体(2-2)和极间铁心(2-3)，初级(1)为圆筒型结构，由内至外依次为：导体环(1-1)、三相绕组(1-2)、初级导磁轭环(1-3)和初级套筒(1-4)，三相绕组(1-2)缠绕在导体环(1-1)上，且三相绕组(1-2)的三相电流输出端与不可控型三相整流桥(3)的三相电流输入端连接，不可控型三相整流桥(3)正极电源输出端与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极同时与功率开关管S的正极、电容C的一端和电阻R的一端连接，不可控型三相整流桥(3)负极电源输出端同时与功率开关管S的负极、电容C的另一端和电阻R的另一端连接；次级(2)为圆柱型结构，初级(1)套在次级(2)上，初级(1)和次级(2)同轴；永磁体(2-2)为圆环或圆盘形结构，极间铁心(2-3)为圆环或圆盘形结构，永磁体(2-2)和极间铁心(2-3)均位于次级套筒(2-1)内，且二者沿次级套筒(2-1)的轴向交替分布，永磁体(2-2)的充磁方向为轴向充磁，且相邻的两个永磁体(2-2)的充磁方向相反。2.半可控圆筒型直线电磁阻尼器，其特征在于，它包括初级(1)、次级(2)、可控型三相整流桥(4)、电阻R和电容C；初级(1)包括导体环(1-1)、三相绕组(1-2)、初级导磁轭环(1-3)和初级套筒(1-4)，次级(2)包括次级套筒(2-1)、永磁体(2-2)和极间铁心(2-3)，初级(1)为圆筒型结构，由内至外依次为：导体环(1-1)、三相绕组(1-2)、初级导磁轭环(1-3)和初级套筒(1-4)，三相绕组(1-2)缠绕在导体环(1-1)上，且三相绕组(1-2)的三相电流输出端与可控型三相整流桥(4)的三相电流输入端连接，可控型三相整流桥(4)的直流输出端口同时并联电阻R和电容C；次级(2)为圆柱型结构，初级(1)套在次级(2)上，初级(1)和次级(2)同轴；永磁体(2-2)为圆环或圆盘形结构，极间铁心(2-3)为圆环或圆盘形结构，永磁体(2-2)和极间铁心(2-3)均位于次级套筒(2-1)内，且二者沿次级套筒(2-1)的轴向交替分布，永磁体(2-2)的充磁方向为轴向充磁，且相邻的两个永磁体(2-2)的充磁方向相反。3.根据权利要求1和2所述的半可控圆筒型直线电磁阻尼器，其特征在于，所述的永
\t磁体(2-2)外径、极间铁心(2-3)外径和次级套筒(2-1)内径尺寸相同。4.半可控圆筒型直线电磁阻尼器，其特征在于，它包括初级(1)、次级(2)、不可控型三相整流桥(3)、二极管D1、电阻R、电容C和功率开关管S；初级(1)包括导体环(1-1)、三相绕组(1-2)、初级导磁轭环(1-3)和初级套筒(1-4)，次级(2)包括次级套筒(2-1)、永磁体(2-2)、非导磁间隔环(2-4)和次级导磁轭环(2-5)，初级(1)为圆筒型结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张赫，寇宝泉，刘奉海，张鲁，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23