[发明专利]混合励磁直线电磁阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合励磁直线电磁阻尼器，属于电机技术领域。

背景技术

在现代加工工业领域，诸如激光切割、高速磨床、精密车床、加工中心等很多场合都需要高速度高精度的直线运动，而传统的方法只能借助于旋转电动机和滚珠丝杆等中间环节来获得直线运动，这就不可避免地存在惯性大、摩擦大、有反向间隙等缺点。近年来，随着直线电机技术的进步，越来越多的场合开始直接应用它来获得直线运动。由于采用直接驱动技术，直线电机具有速度快、加速度高、定位精度高、行程长和动态响应快等优点，它能更好的满足高速精密加工技术的要求。

由于直线电机驱动系统缺少中间阻尼环节，使得系统的阻尼小、抗扰动能力弱，当由于系统加速度突变或外部扰动不经过任何中间环节的衰减而直接传到直线电机上，易使直线电机产生振荡和超调，定位所需要的整定时间长，从而限制了系统稳定性、快速性和定位精度的进一步提高。

在直线电机驱动系统中，通常采用在系统中安装阻尼器的方法来产生阻尼力。用于直线电机驱动系统中常见的阻尼器主要有以下两种：机械阻尼器和磁流变阻尼器。机械阻尼器由于需要维护，可控性差，而难以满足系统的高精度要求；磁流变阻尼器采用一种有效的半主动阻尼控制技术，具有响应迅速、阻尼力大、使用方便、设备要求低等优点，近年来成为研究的热点。但是，磁流变阻尼器的成本高、结构复杂、控制难度大，这限制了其在高精度运动控制系统中的应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有直线电机驱动系统中使用的阻尼器可控性差及控制难度大的问题，提供一种混合励磁直线电磁阻尼器。

本发明包括初级和次级，初级和次级之间为气隙，所述初级由铁心、永磁体和励磁线圈组成，

所述永磁体和励磁线圈均设置在铁心上，并且永磁体和励磁线圈在铁心上形成并联磁路，

所述次级与初级相对应设置，并且所述铁心上并联磁路的磁力线垂直穿过次级。

本发明的优点是：本发明所述的阻尼器构成简单、成本低、容易控制、可控性强并且可靠性高，将其使用于高精度直线驱动系统中，在直线电机定位时产生电磁阻尼力，能够提高系统的阻尼、提高抗扰动能力，它能有效抑制直线电机驱动系统定位控制时动子的振动，抑制系统振荡和超调，缩短定位所需要的整定时间，进而提高系统的稳定性、快速性和定位精度。

附图说明

图1为实施方式三所述阻尼器的结构示意图；

图2为实施方式四所述阻尼器的结构示意图，此时N＝3；

图3为实施方式六所述阻尼器的结构示意图；

图4为实施方式七所述阻尼器的结构示意；

图5为实施方式八所述阻尼器的结构示意；此时N＝3；

图6为实施方式十所述阻尼器的结构示意。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式包括初级和次级2，初级和次级2之间为气隙，所述初级由铁心1-1、永磁体1-2和励磁线圈1-3组成，

所述永磁体1-2和励磁线圈1-3均设置在铁心1-1上，并且永磁体1-2和励磁线圈1-3在铁心1-1上形成并联磁路，

所述次级2与初级相对应设置，并且所述铁心1-1上并联磁路的磁力线垂直穿过次级2。

当励磁线圈1-3不通电时，初级和次级2无磁通交链。

本实施方式所述的混合励磁直线电磁阻尼器可以是动初级结构，也可以是动次级结构。当该电磁阻尼器应用于高精度直线驱动系统中时，将阻尼器的次级固定在直线电机的次级上，将阻尼器的初级固定在直线运动机构的初级上，将阻尼器的励磁线圈1-3与驱动系统中励磁控制器的电流输出端连接在一起。

在直线电机动子的运动过程中，要保持所述阻尼器的初级和次级2之间的气隙不变。

直线驱动系统中的直线电机动子，可以采用气浮导轨支撑，也可以采用磁浮导轨或机械直线导轨支承。所述的直线电机可以为动初级结构，也可以为动次级结构；所述直线电机可以为单边结构，也可以为双边结构；所述直线电机可以是单自由度或多自由度运动的直线直流电机、直线永磁同步电机、直线磁阻电机、直线感应电机。

具体实施方式二：本实施方式为对实施方式一的进一步说明，所述次级2为高电导率材料制成的次级或者为高电导率材料层与高磁导率材料层制成的复合次级，所述复合次级的气隙侧表面层为高电导率材料层。其它组成及连接关系与实施方式一相同。

所述高电导率材料可以为铜或铝。当所述阻尼器为双边双初级结构时，次级2可采用高电导率材料层分别作为两侧的气隙侧表面层，而采用高磁导率材料层作为中间层。