[發明專利]一種雙定子混合勵磁渦流阻尼裝置

在審

• 申請號: 201610906193.6
• 申請日: 2016-10-18
• 公開（公告）號: CN107959367A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 陳進華;楊桂林;張馳;趙飛;張杰;孫賢備
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: H02K3/16
• 分類號: H02K3/16;H02K16/04
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司11327
• 代理人: 單英

技術領域

本發明屬于渦流阻尼技術領域，具體涉及一種雙定子混合勵磁渦流阻尼裝置。

背景技術

發生在旋轉或直線運動中的機械振動會影響或限制系統的正常運行，電磁阻尼器被應用于旋轉或直線運動系統中，以實現機械振動的主動控制。電磁阻尼器在產生制動力過程中，初級和次級導體沒有接觸，所以具有無機械摩擦、噪聲小、系統壽命長、工作原理和結構簡單，可靠性高等優點，被廣泛應用于各做運動工程領域。

電磁阻尼器根據初級激勵源的不同，可以分為電勵磁、永磁式、混合勵磁電磁阻尼器三種類型。電勵磁電磁阻尼器可以隨意調節氣隙磁密幅值的大小，但其能達到的最大氣隙磁密較小；另外，電勵磁電磁阻尼器各種結構種類繁多(如有無背鐵、導體和磁極形狀多樣、初級鐵心有槽或無槽等等)，但是其工作原理大同小異。永磁式電磁阻尼器不需要額外的電源和勵磁繞組，所以節約材料、節約能源、效率高，但是不能調節氣隙磁場的大小；另外，永磁材料易受溫度的影響。混合勵磁兼具前兩種激勵源的優點，氣隙磁場由勵磁繞組和永磁體共同產生，所以能提供的氣隙磁場幅值大、可調節、效率高，但其也存在著結構復雜、體積大等問題。

發明內容

鑒于上述電磁阻尼裝置的技術現狀，本發明旨在提供一種電磁阻尼裝置，該裝置體積小、渦流密度大、產生的阻尼轉矩大。

為了實現上述技術目的，本發明將電磁阻尼裝置設計為中空雙定子結構，不僅減小了質量，而且提高了阻尼轉矩密度；并且，在外定子與內定子的相鄰鐵芯齒之間的槽口采用永磁體密封，不僅起到了定子永磁激勵源的作用，使氣隙磁場由勵磁繞組和處于鐵芯槽口處的永磁體共同產生，實現混合勵磁渦流阻尼，同時也起到了槽楔的功能，防止繞組漏出槽外，另外，由于該永磁體位于槽口位置，并沒有因為增加永磁體而增加體積。

即，本發明的技術方案為：一種雙定子混合勵磁渦流阻尼裝置，呈中空結構，包括外定子、轉子以及內定子；轉子存間隙地同軸套接在內定子表面，外定子存間隙地同軸套接在轉子表面；

外定子固定在外支撐座上；外定子包括數個鐵芯齒以及繞行在各鐵芯齒上的勵磁繞組；

內定子固定在內支撐座上；內定子包括數個鐵芯齒以及繞行在各鐵芯齒上的勵磁繞組；

即，徑向由內向外，依次為內定子支撐座、內定子、轉子、外定子和外定子支撐座；

并且，所述外定子中，彼此相鄰的鐵芯齒之間的槽口由第一永磁體密封；所述內定子中，彼此相鄰的鐵芯齒之間的槽口由第二永磁體密封。

所述第一永磁體材料不限，可以是釹鐵硼、也可以是鐵氧體等永磁材料。

所述第二永磁體材料不限，可以是釹鐵硼、也可以是鐵氧體等永磁材料。

作為優選，所述外定子槽口數為6m，m為正整數；所述內定子槽口數為6n，n為正整數。

作為優選，所述的第一永磁體為平行充磁，沿著圓周方向，相鄰永磁體之間充磁方向相反。

作為優選，所述的第二永磁體為平行充磁，沿著圓周方向，相鄰永磁體之間充磁方向相反。

作為優選，所述外定子中，勵磁繞組為集中繞組，外定子鐵芯各齒上的勵磁繞組依次相連，且相鄰兩個齒的勵磁繞組電流方向相反。

作為優選，所述內定子中，勵磁繞組為集中繞組，內定子鐵芯各齒上的勵磁繞組依次相連，且相鄰兩個齒的勵磁繞組電流方向相反。

所述轉子的支撐結構不限，可以是單邊軸承支撐結構，也可以是雙邊軸承支撐結構。

作為優選，雙定子混合勵磁渦流阻尼裝置還包括端蓋，沿著軸向，所述外定子的一端和/或內定子的一端固定著端蓋。

另外，關于轉子結構，本發明人發現，由于阻尼力與導電率呈正比，并且與磁感應密度的平方成正比。而常規的銅轉子具有良好的導電能力，但是其導磁能力弱。與銅相比，鐵具有良好的導磁性，但是導電能力較弱。因此，本發明人設計在轉子中將二者結合，并且考慮到渦流處于轉子表面，因此將銅設置在鐵的表層，有利于利用銅高導電率的特點提高阻尼；將鐵設置為中間層，鐵層不僅作為雙銅之間的導磁材料，同時也作為轉子的支架，有利于增加永磁體與鐵之間的磁場，獲得高磁感應密度，從而進一步提高阻尼力。

即，本發明中，優選將轉子設計為銅-鋼-銅的三層結構，即沿著徑向由內向外，所述轉子依次是外表面銅層、中間鋼層、內表面銅層。與常規的銅轉子相比，這種轉子結構能夠進一步提高本發明的阻尼裝置的氣隙磁密和渦流密度，從而獲得更好的阻尼轉矩密度。

附圖說明

圖1是本發明實施例1中的雙定子混合勵磁渦流阻尼裝置的軸向切面示意圖；