本发明专利技术公开了一种电磁式螺旋桨气动力模拟系统，包括：试验箱、试验箱风道、电机、磁力桨和电磁力发生环；其中，电机、磁力桨和电磁力发生环安装在试验箱内，磁力桨安装在电机的轴上；电磁力发生环安装在磁力桨前，与磁力桨保持一定间距，通过试验箱风道给电机施加流场；电磁力发生环产生实时变化的磁场与磁力桨产生外环电磁力和内环电磁力，外环电磁力用于模拟推力方向气动力；内环电磁力用于模拟扭矩。本发明专利技术通过调整系统部件的电流电压变化，既能对电机产生扭矩负载，又能模拟螺旋桨推力及其它推力方向的激振力，从而使试验模拟更为真实。实。实。
【技术实现步骤摘要】
一种电磁式螺旋桨气动力模拟系统
[0001]本专利技术涉及一种电磁式螺旋桨气动力模拟系统，属于无人机
技术介绍
[0002]在进行螺旋桨式高空长航时无人机推进系统可靠性测试时，需要在空间有限的低气压、低温环境箱内高逼真度地模拟螺旋桨的扭矩、推力及其它推力方向的倍频周期激振力。
[0003]由于真实螺旋桨尺寸大，且环境箱体内无大截面来流环境，且桨叶对气流的扰动引起的热量会大幅增加制冷系统负担，影响环境逼真度，因此不可能使用真实桨进行可靠性试验。目前一般采用通用型磁滞制动器进行电机负载的模拟，但是磁滞负载只能模拟螺旋桨扭矩，无法模拟其推力及倍频周期激励，严重影响了推进系统可靠性试验的可信度。
技术实现思路
[0004]本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种电磁式螺旋桨气动力模拟系统，通过调整系统部件的电流电压变化，既能对电机产生扭矩负载，又能模拟螺旋桨推力及其它推力方向的激振力，从而使试验模拟更为真实。
[0005]本专利技术的技术解决方案是：
[0006]本专利技术公开了一种电磁式螺旋桨气动力模拟系统，包括：试验箱、试验箱风道、电机、磁力桨和电磁力发生环；其中，电机、磁力桨和电磁力发生环安装在试验箱内，磁力桨安装在电机的轴上；电磁力发生环安装在磁力桨前，与磁力桨保持一定间距，通过试验箱风道给电机施加流场；电磁力发生环产生实时变化的磁场与磁力桨产生外环电磁力和内环电磁力，外环电磁力用于模拟推力方向气动力；内环电磁力用于模拟扭矩。
[0007]进一步地，在上述模拟系统中，所述磁力桨包括磁力桨框架结构、外排磁钢、内排磁钢和与电机轴连接的接口；其中，磁力桨框架结构包括两片桨叶和桨毂，桨榖的横截面为圆环形，两片桨叶对称位于桨毂的两侧，与桨毂位于同一平面；外排磁钢和内排磁钢内嵌在桨叶的叶片上，与电机轴连接的接口位于桨毂的中心环内。
[0008]进一步地，在上述模拟系统中，所述外排磁钢用于产生推力方向载荷，内排磁钢产生扭矩载荷；与电机轴连接的接口用于其与电机紧固连接。
[0009]进一步地，在上述模拟系统中，所述电磁力发生环，包括框架结构、外排铁芯绕组、内排铁芯绕组和霍尔位置传感器；其中，框架结构、外排铁芯绕组、内排铁芯绕组均为环状结构，外排铁芯绕组、内排铁芯绕组分别同轴内嵌在框架结构的截面上，外排铁芯绕组产生实时变化的磁场并与磁力桨产生电磁力，用于模拟推力方向气动力；内排铁芯绕组与磁力桨产生的电磁力用于模拟扭矩。
[0010]进一步地，在上述模拟系统中，所述电磁力发生环，还包括霍尔位置传感器；其中，霍尔位置传感器位于电磁力发生环的横截面上，用于感知磁力桨的位置。
[0011]进一步地，在上述模拟系统中，所述电磁力发生环为中空环形结构，试验箱环道内
的气流通过中空环形结构对电机进行散热模拟。
[0012]进一步地，在上述模拟系统中，还包括散热电阻，散热电阻置于试验箱外，散热电阻与磁力桨通过导线连接，磁力桨旋转引起线圈内的励磁电流通过导线在试验箱外部的所述散热电阻上发热耗能。
[0013]进一步地，在上述模拟系统中，所述试验箱，包括试验箱底板，其中，采用电机安装座固定电机，采用电磁力发生环安装座固定电磁力发生环，并将两个安装座与试验箱底板固定连接。
[0014]进一步地，在上述模拟系统中，所述外排磁钢和内排磁钢为高强磁钢。
[0015]进一步地，在上述模拟系统中，所述磁力桨框架结构为金属或碳纤维材质。
[0016]本专利技术与现有技术的有益效果在于：
[0017](1)本专利技术设计了可通过电磁器件模拟螺旋桨的推力和扭力的试验系统，可实现推进系统复杂载荷的准确施加，无需大截面来流，在体积较小的环境试验箱体内即可进行推进系统力学与环境可靠性试验；
[0018](2)本专利技术提出了线圈内励磁电流通过导线引导到试验向外的方案，系统功耗可通过电流方式引出试验箱并在试验箱内消耗。
附图说明
[0019]图1为本专利技术电磁力发生环部件图；
[0020]图2为本专利技术磁力桨部件图；
[0021]图3为本专利技术试验箱内模拟系统前侧视图；
[0022]图4为本专利技术试验箱内模拟系统后侧视图；
[0023]图5为本专利技术模拟系统及试验箱体结构图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图及具体实施方式对本专利技术专利做进一步详细说明。
[0025]如图5所示，本实施例公开了一种电磁式螺旋桨气动力模拟系统，包括：试验箱14、试验箱风道13、电机12、磁力桨1和电磁力发生环2；其中，电机12、磁力桨1和电磁力发生环2安装在试验箱14内，磁力桨1安装在电机12的轴上，如图4所示；电磁力发生环2安装在磁力桨1前，与磁力桨1保持一定间距，通过试验箱风道13给电机12施加流场；电磁力发生环2产生实时变化的磁场与磁力桨1产生外环电磁力和内环电磁力，外环电磁力用于模拟推力方向气动力；内环电磁力用于模拟扭矩。
[0026]如图2所示，优选地，磁力桨1包括磁力桨框架结构8、外排磁钢5、内排磁钢6和与电机轴连接的接口7；其中，磁力桨框架结构8包括两片桨叶和桨毂，桨榖的横截面为圆环形，两片桨叶对称位于桨毂的两侧，与桨毂位于同一平面；外排磁钢5和内排磁钢6内嵌在桨叶的叶片上，与电机轴连接的接口7位于桨毂的中心环内。
[0027]如图2所示，优选地，外排磁钢5用于产生推力方向载荷，内排磁钢6产生扭矩载荷；与电机轴连接的接口7用于其与电机12紧固连接。
[0028]如图1所示，优选地，电磁力发生环2，包括框架结构1、外排铁芯绕组2、内排铁芯绕组3和霍尔位置传感器4；其中，框架结构1、外排铁芯绕组2、内排铁芯绕组3均为环状结构，
外排铁芯绕组2、内排铁芯绕组3分别同轴内嵌在框架结构1的截面上，外排铁芯绕组2产生实时变化的磁场并与磁力桨1产生电磁力，用于模拟推力方向气动力；内排铁芯绕组3与磁力桨1产生的电磁力用于模拟扭矩。
[0029]如图1所示，优选地，电磁力发生环2，还包括霍尔位置传感器4；其中，霍尔位置传感器4位于电磁力发生环的横截面上，用于感知磁力桨1的位置。
[0030]如图1所示，优选地，电磁力发生环2为中空环形结构，试验箱环道内的气流通过中空环形结构对电机进行散热模拟。
[0031]优选地，还包括散热电阻，散热电阻置于试验箱14外，散热电阻与磁力桨1通过导线连接，磁力桨1旋转引起线圈内的励磁电流通过导线在试验箱14外部的散热电阻上发热耗能，避免热量在试验箱内聚集。
[0032]优选地，试验箱14，包括试验箱底板11，其中，采用电机安装座9固定电机12，采用电磁力发生环安装座10固定电磁力发生环，并将两个安装座与试验箱底板11固定连接，如图3所示。
[0033]优选地，外排磁钢5和内排磁钢6为高强磁钢。
[0034]优选地，磁力桨框架结构8为金属或碳纤维材质。
[0035]具体使用方式：
[0036](1)将试验电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电磁式螺旋桨气动力模拟系统，其特征在于，包括：试验箱(14)、试验箱风道(13)、电机(12)、磁力桨(1)和电磁力发生环(2)；其中，电机(12)、磁力桨(1)和电磁力发生环(2)安装在试验箱(14)内，磁力桨(1)安装在电机(12)的轴上；电磁力发生环(2)安装在磁力桨(1)前，与磁力桨(1)保持一定间距，通过试验箱风道(13)给电机(12)施加流场；电磁力发生环(2)产生实时变化的磁场与磁力桨(1)产生外环电磁力和内环电磁力，外环电磁力用于模拟推力方向气动力；内环电磁力用于模拟扭矩。2.根据权利要求1所述的一种电磁式螺旋桨气动力模拟系统，其特征在于：所述磁力桨(1)包括磁力桨框架结构(8)、外排磁钢(5)、内排磁钢(6)和与电机轴连接的接口(7)；其中，磁力桨框架结构(8)包括两片桨叶和桨毂，桨榖的横截面为圆环形，两片桨叶对称位于桨毂的两侧，与桨毂位于同一平面；外排磁钢(5)和内排磁钢(6)内嵌在桨叶的叶片上，与电机轴连接的接口(7)位于桨毂的中心环内。3.根据权利要求2所述的一种电磁式螺旋桨气动力模拟系统，其特征在于：所述外排磁钢(5)用于产生推力方向载荷，内排磁钢(6)产生扭矩载荷；与电机轴连接的接口(7)用于其与电机(12)紧固连接。4.根据权利要求1所述的一种电磁式螺旋桨气动力模拟系统，其特征在于：所述电磁力发生环(2)，包括框架结构(1)、外排铁芯绕组(2)、内排铁芯绕组(3)和霍尔位置传感器(4)；其中，框架结构(1)、外排铁芯绕组(2)、内排铁芯绕组(3)均为环状结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈志平，李广佳，李喜乐，佟阳，李伟，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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