[發明專利]永磁電磁復合盤式渦流制動裝置

有效

• 申請號: 201610012001.7
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105591523B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 史黎明;王培龍;董桂麗;杜玉梅;李耀華
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: H02K49/04
• 分類號: H02K49/04;H02K49/10
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

1.一種永磁電磁復合盤式渦流制動裝置，包括兩面磁體圓盤(10、10’)，一面金屬圓盤(11)和傳動軸，其特征在于：兩面磁體圓盤(10、10’)并行固定在靜止設備上；兩面磁體圓盤(10、10’)的本體結構相同，對稱地放置在金屬圓盤兩側，金屬圓盤(11)同軸安裝在兩面磁體圓盤(10、10’)之間，與兩面磁體圓盤(10、10’)平行，固定在傳動軸上，傳動軸通過軸承(15、15’)支撐在兩面磁體圓盤(10、10’)上，每面磁體圓盤沿圓周等間隔均勻布置有由永磁體和電磁體復合而成的m個復合磁極，m為偶數，m個復合磁極沿磁體圓盤圓周等間隔均勻布置，在軸線方向上，兩面磁體圓盤(10、10’)的復合磁極與復合磁極兩兩相對；

每一面磁體圓盤由圓盤型的第一背鐵(17)、沿圓周布置固定在第一背鐵(17)表面的m塊鐵芯(14)、m個第一電磁線圈(12)和m個第一永磁體(13)組成，第一永磁體(13)貼在第一鐵芯(14)表面、第一電磁線圈(12)套裝在第一鐵芯(14)和第一永磁體(13)的外側，形成永磁電磁復合磁極，第一永磁體(13)軸向充磁，相鄰磁極極性相反，套在第一鐵芯(14)和第一永磁體(13)外側的m個第一電磁線圈(12)串聯連接，相鄰的第一電磁線圈(12)繞向相反，第一電磁線圈(12)通入大小可以調節的直流電，m為偶數；

沿圓周布置在第一背鐵(17)表面的m塊鐵芯(14)、m個第一電磁線圈(12)和m個第一永磁體(13)通過第一磁體外骨架(19)和第一磁體內骨架(20)固定，磁體外骨架(19)和磁體內骨架(20)均為圓環狀結構，第一電磁線圈和第一永磁體被圓環狀的磁體外骨架(19)和磁體內骨架(20)箍緊在中間，相鄰的永磁體(13)極性相反，第一電磁線圈(12)套在第一永磁體(13)和第一鐵芯(14)的外側，m個第一電磁線圈(12)串聯連接，相鄰的第一電磁線圈(12)繞向相反，與永磁體(13)共同構成復合磁極；

金屬圓盤(11)是非導磁材料，這種情況下，所述的兩面磁體圓盤(10和10’)上的m個復合磁極在軸線方向上復合磁極與復合磁極兩兩相對、極性相反，第一磁體圓盤(10)上的復合磁極產生的磁力線通過第一磁體圓盤(10)、第一間隙(26)、金屬圓盤(11)、第二間隙(27)，再穿過另一側的第二磁體圓盤(10’)，形成閉合回路，在電磁體不通電情況下，磁力線僅由永磁體產生；

或者金屬圓盤(11)是導磁材料，這種情況下所述的兩面磁體圓盤(10’、10)上的m個復合磁極在軸線方向上復合磁極與復合磁極兩兩相對、極性相同，第一永磁體(13)和第二永磁體(13’)產生的磁力線(100)通過第一磁體圓盤(10)、第一間隙(26)、金屬圓盤(11)，在金屬園盤(11)內沿圓周方向返回形成閉合回路；

當運動物體處于不需要制動階段時，傳動軸(16)通過傳動機構與運動體斷開連接，傳動軸(16)和金屬圓盤(11)處于靜止狀態，如果傳動軸(16)不能與運動體斷開連接，可在電磁線圈(12)中通入電流，使其產生的磁場方向與永磁體產生的磁場方向相反、大小相等，間隙中永磁體產生的磁場和電磁體產生的磁場相互抵消，對所述的金屬圓盤不產生制動力矩；

當運動物體處于需要制動階段時，傳動軸(16)與運動體通過繩索或齒輪等傳動機構連接，運動體帶動傳動軸(16)和金屬圓盤(11)高速運動，與第一磁體圓盤(10)產生相對運動，切割磁力線產生制動力矩，根據需要的制動力矩大小調整所述的電磁線圈(12)的中電流的大小和方向，當需要提高制動力矩時，在電磁線圈(12)中通入直流電流，使其產生的磁場(200)的方向與所述的第一永磁體(13)產生的磁場(100)方向一致，提高金屬圓盤(11)所在位置的磁場強度，增強渦流制動力矩；當需要減小制動力矩時，在電磁線圈(12)中通入直流電流使其產生的磁場(200)方向與永磁體產生的磁場(100)方向相反，減少金屬圓盤(11)所在位置的磁場強度，減弱渦流制動力矩；

第二電磁線圈(12’)位于第二磁體圓盤(10’)上，其在第二磁體圓盤(10’)中的位置與第一電磁線圈(12)在第一磁體圓盤(10)中的位置相同，第二電磁線圈(12’)在需要制動階段或不需要制動階段時通入直流電流的動作機理與第一電磁線圈(12)相同；

或者永磁電磁復合盤式渦流制動裝置由兩面磁體圓盤(10、10’)、金屬圓盤(11)和傳動軸(16)組成，磁體圓盤(10)由圓盤型的第一背鐵(17)、沿圓周布置固定在第一背鐵(17)表面的n塊第一鐵芯(14)、n個第一電磁線圈(12)和n個第一永磁體(13)組成，第一電磁線圈(12)套在第一鐵芯(14)外側形成電磁極，n個第一電磁線圈(12)串聯連接，所有第一電磁線圈(12)的繞向相同，第一永磁體(13)軸向充磁、極性相同排布，第一永磁體(13)與第一鐵芯(14)間隔布置，第二磁體圓盤(10’)與所述的第一磁體圓盤(10)的組成相同，磁體圓盤(10’)由圓盤型的第二背鐵(17’)、沿圓周布置固定在第二背鐵(17’)表面的n塊第二鐵芯(14’)、n個第二電磁線圈(12’)和n個第二永磁體(13’)組成，第二電磁線圈(12’)套在第二鐵芯(14’)外側形成電磁極，n個第二電磁線圈(12’)串聯連接，所有第二電磁線圈(12’)的繞向相同，第二永磁體(13’)軸向充磁、極性相同排布，第二永磁體(13’)與第二鐵芯(14’)間隔布置；

沿圓周布置在第一背鐵(17)表面的n塊第一鐵芯(14)、n個第一電磁線圈(12)和n個第一永磁體(13)通過磁體外骨架(19)和磁體內骨架(20)固定，磁體外骨架(19)和磁體內骨架(20)均為圓環狀結構，第一電磁線圈和第一永磁體被圓環狀的磁體外骨架(19)和磁體內骨架(20)箍緊在中間，第一電磁線圈(12)繞在第一鐵芯(14)的外側，根據第一電磁線圈(12)中通過直流電流方向變化，第一電磁線圈(12)和第一鐵芯(14)構成的電磁極呈現N極或者S極；

金屬圓盤(11)為非導磁材料時，這時情況下，所述的第一磁體圓盤(10)表面上的n個永磁體在軸線方向上與第二磁體圓盤(10’)表面上的n個永磁體，兩兩相對、極性相反；所述的第一磁體圓盤(10)表面上的n個電磁體在軸線方向上與第二磁體圓盤(10’)表面上的n個電磁體，兩兩相對、極性相反，第一磁體圓盤(10)上的永磁體產生的磁力線通過第一永磁體(13)、第一間隙(26)、金屬圓盤(11)、第二間隙(27)、再穿過另一側的第二永磁體(13’)、第二背鐵(17’)、第二鐵芯(14’)返回第一磁體圓盤(10)，形成閉合回路；

金屬圓盤(11)是導磁材料時，這種情況下所述的第一磁體圓盤(10)表面上的n個第一永磁體(13)在軸線方向上與第二磁體圓盤(10’)表面上的n個第二永磁體(13’)磁極與磁極兩兩相對、極性相同；這種情況下所述的第一磁體圓盤(10)表面上的n個第一電磁線圈(12)在軸線方向上與第二磁體圓盤(10’)表面上的n個第二電磁線圈(12’)磁極與磁極兩兩相對、極性相同，所述的第一磁體圓盤(10)上的永磁體產生的磁力線通過第一永磁體(13)、第一間隙(26)、金屬圓盤(11)，磁力線軸向在金屬圓盤(11)內返回第一磁體圓盤(10)，形成閉合回路。