一种电动磁悬浮涵道风扇制造技术

本发明专利技术公开了一种电动磁悬浮涵道风扇，包括包括磁悬浮单元、控制单元、涵道单元、风扇单元；控制单元和磁悬浮单元通过紧固件固定在涵道单元上，风扇单元由磁悬浮单元锁定在涵道单元中央。磁悬浮单元包含磁锁单元和磁驱单元两部分；磁锁单元通过分布在风扇单元扇叶一端两侧的强磁体保证风扇单元悬浮，磁驱单元通过均布在涵道体内的环形电磁体阵列驱动风扇单元扇叶转动。本发明专利技术采用电动磁悬浮装置驱动的涵道风扇，可实现低能耗高效率推进，该装置结构紧凑、可靠度高，成本较低适用于民用及军用航空航天领域，易于推广应用，具有较大的实用价值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
形，沿径向剖面为环形，通过紧固件对应安装在涵道单元内壁凹槽处，所述磁悬浮驱动单元包含两块强磁体，且分别安装在安装架上下两侧。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述涵道单元包括涵道安装架，所述涵道安装架安装于涵道单元外壁一侧，用于涵道与飞行器机体之间的安装连接。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述驱动动力源为磁悬浮驱动单元的电磁线圈，用于电磁力推动风扇转动。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述扇叶叶尖永磁体轴向磁极应与磁悬浮驱动单元强磁体互斥。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述磁悬浮驱动单元强磁体与风扇扇叶叶尖永磁体轴向磁极间斥力大于整机质量。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述磁悬浮驱动单元强磁体结构为环形柱体，分为上下两块。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0014]本专利技术通过设计结构简单，可靠度高，成本较低的电动磁悬浮涵道风扇，能够泛用于航空航天、船舶汽车、机械工业等多领域需要加速气体的工作环境，性价比较高，易于推广应用，具有较大的实用价值。
附图说明
[0015]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0016]图1是本专利技术的磁悬浮驱动单元结构示意图
[0017]图2是本专利技术的涵道单元和控制单元安装示意图
[0018]图3是本专利技术的涵道单元整体结构示意图
[0019]图4是本专利技术的风扇单元结构示意图
[0020]图5是本专利技术的“弓”字型安装架结构示意图
[0021]图6是本专利技术的强磁体模块结构示意图
[0022]图中：1、磁悬浮驱动单元；2、涵道单元；3、风扇单元；4、控制单元；5、强磁体；6、电磁线圈；7、“弓”字型安装架；8、电线；9、涵道壁；10、涵道外壁安装口盖板；11、扇叶叶片主体；12、扇叶叶尖永磁体；13、涵道内壁凹槽；14、涵道外壁铁芯；15、涵道安装架；16、紧固件。
具体实施方式
[0023]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0024]具体的，本专利技术采用磁悬浮模块内嵌的强磁体实现对风扇空间位置控制，通过电磁体驱动风扇旋转，控制摇杆的位置。采用伺服电机驱动螺纹副结构改变曲柄长度可实现变行程输出，下面通过实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0025]实施例1
[0026]本专利技术涉及一种电动磁悬浮涵道风扇，由磁悬浮驱动单元1、涵道单元2、风扇单元3和控制单元4组成。涵道单元2用于给控制单元4及磁悬浮驱动单元1提供固定支撑及安全
防护，磁悬浮驱动单元1用于支撑并驱动风扇单元3。磁悬浮驱动单元1包括强磁体5、电磁线圈6、安装架7及电线8。涵道单元2包括涵道壁9、涵道外壁安装口盖板10。风扇单元3包括扇叶叶片主体11、扇叶叶尖永磁体12。磁悬浮驱动单元1核心部分通过安装架7及紧固件安装在涵道单元2内部，风扇单元3通过扇叶叶尖永磁体12被磁悬浮驱动单元1的强磁体5固定在涵道单元2的涵道内壁凹槽13中间位置。
[0027]如图1、2、5、6所示，磁悬浮驱动单元1包括强磁体5、电磁线圈6、“弓”字型安装架7、电线8。“弓”字型安装架7作为磁悬浮驱动单元核心器件的载体，应采用有较好机械强度的塑钢等不会对磁场造成影响的材料，“弓”字型安装架沿轴向剖面为“弓”形，沿径向剖面为环形，其上下两侧分别固定有一组强磁体5，强磁体结构为环形柱体，分为上下两块。上下两组强磁体的性能参数由本专利技术整体目标载荷计算得出，其实际提供的最大磁力应能保证风扇在额定载荷下维持悬浮状态。中部凹槽靠涵道外壁侧通过紧固件在涵道外壁铁芯14上安装电磁线圈6,电磁线圈6作为绕组的相关参数由目标载荷决定。控制单元4从涵道结构远端依靠敷设在涵道壁空心结构内的电线8连接并控制电磁线圈6。磁悬浮驱动单元1环绕涵道风扇中心阵列均匀分布，由于对于涵道风扇而言，扇叶数量对加速气体的效果影响较小，为保证加速效果应优先保证电磁驱动的线圈绕组分布需求，通常应至少有配置3相电源3套绕组，6套磁悬浮驱动单元1，对于大功率多相电源应同理配置对应多套绕组及至少两倍相数的磁悬浮驱动单元1。
[0028]如图1、2、3所示，涵道单元2包括涵道壁9、涵道外壁安装口盖板10。涵道壁9结构外形基本与传统涵道风扇的涵道结构一致，小型涵道可使用炭纤维或工程塑料凳轻质材料作为涵道壁9。涵道单元2内部结构有所改型，其主要结构改动在于：1.涵道外壁安装口盖板空心侧安装“工”字型涵道外壁铁芯14，该结构应由硅钢等导磁材料制成，用于通过紧固件在其上安装电磁线圈6作为电动机定子，铁芯数量与磁悬浮驱动单元1数量相等；2.涵道内壁中部内陷形成开孔凹槽，孔数与磁悬浮驱动单元1匹配，凹槽大小与“弓”字型铝合金安装架7中部结构匹配以便安装架7在内壁空心侧安装。3.涵道壁9外壁暴露侧开有矩形安装口，安装口上通过紧固件安装曲面盖板10，便于拆装磁悬浮驱动单元1。
[0029]如图4所示，风扇单元3包括扇叶叶片主体11、扇叶叶尖永磁体12。扇叶叶尖永磁体12为扇形柱体，焊接固定在风扇叶片主体11末端，扇叶叶尖永磁体12应为偶数个，N-S极性间隔分布，要求每块永磁体对应磁作用区域均可跨单一磁悬浮驱动单元1。本装置处于工作状态时，扇叶叶尖永磁体12应受到强磁体5的轴向力及电磁线圈6提供的径向力及切向驱动力，风扇单元3应在装置自重、载荷重力与气流推力共同作用下保持稳定平衡。扇叶叶片主题11使用合适半径传统扇叶即可，小型涵道扇叶叶片可采用炭纤维或工程塑料凳轻质材料。
[0030]如图2所示，控制单元4包含电源输入接口、电源输出接口、信号输入接口、信号处理电路板等。控制单元4通常要求一体化封装于盒状结构，并通过紧固件安装于涵道单元结构远端(如涵道安装处)或在飞行器机身独立安装，通过电线8连接控制单元4及磁悬浮驱动单元1。外部指令信号由信号输入接口进入控制单元4的信号处理电路，通过处理器将数字信号转为模拟信号通过电源输出接口调节电磁线圈5包括电压、电流、极性、频率在内的参数。
[0031]本电动磁悬浮涵道风扇的正常工作流程为：
[0032]1.确认涵道壁、风扇扇叶结构外形无明显畸变及损坏；确认磁悬浮驱动单元保证风扇单元断电状态下悬浮于涵道单元正确安装位置。
[0033]2.接通外部电源及信号，通过敷设在涵道单元上的外部接口将电源及信号传输给磁悬浮驱动模块，进而驱动风扇单元开始动作。
[0034]3.当风扇单元达到一定转速后产生动力，并通过安装在涵道单元上的磁悬浮驱动单元磁力将作用力传导至涵道，进而带动装置整体运动。
[0035]本申请就是为了利用电能高效加速低速气体产生反推力用作动力源而研制的，贴合常规中小型飞行器动力需求，提供了一种低成本、结构紧凑、高可靠性的电动磁悬浮涵道风扇。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动磁悬浮涵道风扇，包括装置主体，其特征在于，所述装置主体包括磁悬浮驱动单元、控制单元、涵道单元、风扇单元，所述控制单元和磁悬浮驱动单元通过紧固件固定至涵道单元，所述风扇单元由磁悬浮驱动单元锁定在涵道单元中央；所述磁悬浮驱动单元用于提供限定扇叶末端空间位置的支撑力和交变磁场提供驱动风扇扇叶旋转的动力，且分别对应磁锁单元和磁驱单元，所述磁锁单元为风扇单元的扇叶一端两侧的强磁体，用于保证风扇单元悬浮，所述磁悬浮驱动单元为均布在涵道单元的环形电磁体阵列，用于驱动风扇单元扇叶转动，所述磁悬浮驱动单元包括强磁体、电磁线圈、安装架、电线；所述控制单元用于控制磁悬浮驱动单元的交变磁场参数，所述控制单元包括电源输入接口、电源输出接口、信号输入接口、信号处理电路板，所述电源输入接口、电源输出接口、信号输入接口均围绕信号处理电路板安装；所述涵道单元用于磁悬浮驱动单元的支撑，所述涵道单元包括涵道壁、涵道外壁安装口盖板，所述涵道壁为中空环柱形涵道，且内壁处开环形凹槽，外侧壁处设置开口，通过紧固件安装盖板，所述涵道外壁安装口盖板为贴合涵道壁外壁曲面的矩形板材，且板材内侧安装“工”字型硅钢导磁芯；所述风扇单元用于加速气流产生推力，所述风扇单元包括扇叶叶片、扇叶叶尖永磁体，所述扇叶叶尖永磁体为扇形圆柱，通过紧固件或焊接固定安装在扇叶叶片末端，所述扇叶叶片主体为常规传统风扇，且风扇中心为闭合实心...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐文韬，
申请(专利权)人：唐文韬，
类型：发明
国别省市：