[發(fā)明專利]一種磁阻電磁阻尼與能量回收裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010951618.1
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112161516B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳息坤;朱國慶
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: F41B6/00
• 分類號: F41B6/00;H02J7/34
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

本發(fā)明公開一種磁阻電磁阻尼與能量回收裝置，它包括彈丸、依次串聯(lián)排列著M級阻尼與能量回收模塊(1～M)和N級自由阻尼模塊(a₁～a_N)；第j級自由阻尼模塊包括一個第j級自由阻尼線圈，第i級阻尼與能量回收模塊包括一個第i級阻尼與能量回收復(fù)合線圈連接一個第i級阻尼及能量回收控制電路；利用帶電流線圈對鐵質(zhì)的彈丸產(chǎn)生減速的磁阻力，利用電磁感應(yīng)原理吸收線圈電阻上的能量，并通過電容進行存儲，實現(xiàn)部分能量回收。本發(fā)明借助電磁發(fā)射中常用加速過程的逆過程，利用磁阻最小原則，使得帶電流的線圈對鐵質(zhì)彈丸產(chǎn)生減速的磁阻力，對鐵質(zhì)彈丸進行減速。同時利用電磁感應(yīng)原理，吸收容易浪費在線圈電阻上的能量，并通過電容進行存儲，實現(xiàn)部分能量回收。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電磁推進技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種磁阻電磁阻尼與能量回收裝置，用于連續(xù)多次磁阻電磁阻尼的減速與能量回收。

背景技術(shù)

根據(jù)電磁發(fā)射的原理，線圈式電磁發(fā)射器可以分為磁阻型和感應(yīng)型。磁阻型電磁發(fā)射的優(yōu)勢在于，發(fā)射彈丸可以是一整塊鐵磁材料，不需要特別加工。因此，彈丸更加堅固，適用于需要多次連續(xù)發(fā)射的場合。而磁阻電磁阻尼，為磁阻電磁發(fā)射的逆過程，同樣具有彈丸堅固，適用于多次連續(xù)使用的場合。

磁阻電磁阻尼的依據(jù)是磁阻最小原則。只需要在鐵質(zhì)彈丸與阻尼線圈中點重合時，在阻尼線圈中產(chǎn)生電流，即可獲得使鐵質(zhì)彈丸減速的磁阻力。

由于磁阻電磁阻尼需要預(yù)先給相應(yīng)電容充電，且阻尼時，彈丸動能將轉(zhuǎn)化為線圈上的電能，線圈上的電能若不加以控制，將直接浪費在線圈上，以熱能的形式耗散在空間中。因此，有必要對線圈上的電能加以控制以重新利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于針對已有技術(shù)的不足，提供一種磁阻電磁阻尼與能量回收裝置，在連續(xù)多次磁阻電磁阻尼的場合，完成對鐵質(zhì)彈丸的減速，并且對阻尼系統(tǒng)的能量，回收其中一部分，并加以利用。

為達到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是：

對于具有一定速度的鐵質(zhì)彈丸，為了使其減速，較為理想的方法是將磁阻電磁發(fā)射的原理逆運用，使其用作磁阻電磁阻尼，即設(shè)置一級或者若干級阻尼線圈，在合適的時間向阻尼線圈注入電流產(chǎn)生磁阻力，用以阻尼。

磁阻電磁阻尼系統(tǒng)可以看做一種特殊的電氣傳動裝置。彈丸所損失的動能，大部分轉(zhuǎn)移到了阻尼系統(tǒng)，表現(xiàn)為線圈上的電流會比僅由電容放電時產(chǎn)生的電流更大。而這一部分能量會全部消耗在線圈電阻上，以熱的形式散發(fā)出去，造成浪費。

根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種磁阻電磁阻尼與能量回收裝置，包括彈丸、依次串聯(lián)排列著M級阻尼與能量回收模塊(1～M)和N級自由阻尼模塊(a₁～a_N)；

所述第j級自由阻尼模塊包括一個第j級自由阻尼線圈；

所述第i級阻尼與能量回收模塊包括一個第i級阻尼與能量回收復(fù)合線圈連接一個第i級阻尼及能量回收控制電路；利用帶電流線圈對鐵質(zhì)的彈丸產(chǎn)生減速的磁阻力，利用電磁感應(yīng)原理吸收線圈電阻上的能量，并通過電容進行存儲，實現(xiàn)部分能量回收。

優(yōu)選地，所述第i級阻尼與能量回收復(fù)合線圈包括第i級受控阻尼線圈、第i級能量回收線圈；

所述第i級阻尼及能量回收控制電路包括：

L級放電開關(guān)元件、L級儲能電容、L級能量回收開關(guān)元件、續(xù)流二極管；