[發明專利]一種產生正弦波電磁力的裝置

無效

• 申請號: 200910220577.2
• 申請日: 2009-12-08
• 公開（公告）號: CN101738300A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 江春茂;潘金柱;陳雪原
• 申請（專利權）人: 中國航空工業第一集團公司沈陽空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 王東煜

技術領域

本發明涉及的是電磁力產生裝置，具體的涉及的是在航空器實驗中能夠在風洞外對動導數測量裝置進行調試的一種產生正弦波電磁力的裝置。

背景技術

對航空器每一套動導數測量系統完成之后，都要經過地面振動調試和風洞試驗論證。以前，我們在地面調試試驗中只能對慣性力矩和振動角位移進行測量。由于地面測試中模型受到阻尼很小(或沒有)，測量系統無法求出模型的阻尼。這樣，地面調試試驗只能確定天平受到的載荷大小和曲線規律，無法確定整套系統系數的測量處理能力。也就是說，地面調試成功，只是該套設備設計成功的一個最基本的必要條件，即使地面調試成功，也不一定保證風洞試驗的成功。主要還是要依據風洞實驗來進行調試，動導數測量設備復雜，在風洞中安裝調試時間長，而由于系統的復雜性，很難保證安裝、調試一次成功，這樣就大大地增加了在風洞中的占用時間。如何想方設法把風洞試驗中的調試工作移到地面調試試驗中，降低在風洞中的占用時間，是我們致力的目標，正是基于此考慮，我們決定設計一套磁阻尼器，用于檢測動導數測量系統的可靠性。

地面調試時，由磁阻尼器模型加電磁力，該電磁力模擬模型受到的阻尼(也就是我們所說得動導數)，由該系統測量求出的阻尼與施加的已知阻尼相比較就可確定該套測量系統的可行性。這樣，就可以把動導數測量系統當作一個整體，加標準載荷進行檢驗，大大地增加了系統檢驗的可靠性，省去了風洞檢驗時間。

發明內容

本發明的目的是針對目前航空器風洞試驗中存在上述的問題和缺欠，而提供能夠在風洞外對動導數測量裝置進行調試，大大降低對風洞的占用時間；準確、精度高的一種產生正弦波電磁力的裝置。

為實現上述目的而采用的技術方案是：

一種產生正弦波電磁力的裝置，是由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分，包括固定架及裝設在固定架內的驅動電機、偏心軸、天平、加載頭、均勻磁場、通電銅線和電流發生器，所述固定架安裝在風洞動導數調試實驗室內，使天平平行于地面，驅動電機的出軸與偏心軸的一端固定連接，偏心軸的另一端與傳動接頭的一端固定連接，通過偏心軸將驅動電機的連續旋轉運動轉化為傳動接頭的往復運動，傳動接頭的另一端抵頂天平的后端，天平的前端與十字鉸鏈轉動連接，十字鉸鏈固定裝設在固定架上，在傳動接頭的驅動和十字鉸鏈的限制共同作用下，天平繞十字鉸鏈中心做角位移正弦振動。

上述加載頭固定安裝在天平的前端，加載頭與固定架固定連接，加載頭的前端裝設一對磁鐵，通電銅線設置在一對磁鐵之間，通電銅線的兩端分別與正弦波電流發生器的正負端子相連接。通電銅線在均勻磁場兩個磁極之間，由正弦波電流發生器對銅線輸入電流，通電銅線在磁場中受到安培力F＝BLI(B為磁場強度、L為導線長度、I為導線中的電流強度)。通電銅線(7)距離振動轉心距離H，振動機構受到的電磁力矩為M＝BLIH，該電磁力矩模擬風洞試驗中模型受到的阻尼力矩大小。

上述的加載頭、十字鉸鏈和天平均為公知技術和部件。

本發明的工作原理：

本發明原理是通過以下推導計算來實現的：

首先討論直接導數，這里以俯仰直接導數為例。標準動導數俯仰測量裝置模型振動方程為：

這里

這就是俯仰直接導數(也叫俯仰阻尼導數)

做一個加載頭，模擬試驗模型。加載頭上布置電線。調試時，將加載頭置于一均勻磁場中，機構驅動加載頭進行振動。電線里通電流I，電線長度為L，則其在磁場里感受到的電磁力為F_E□BLI

B為均勻磁場的磁感應強度

通過不對陳布置電流位置，必能產生一個正比于B，L，I的磁力矩。

C₁為常數

B，L固定不變，上式簡寫成

電流為交變電流I□I₀sin_t

產生的力矩為M_E□C₂I₀sin_t□

加載頭由天平驅動，分析加載頭受力情況。以加載頭為受力分析對象，加載頭角振動方程為

所受的力為：天平對其驅動力矩M_T，電磁力矩M_E，彈性力矩M_K。

J：慣性矩

天平對其驅動力矩與加載頭同頻有一定相位差，寫成M_T□M₀sin(_t□e_l)