[发明专利]纵向磁通结构直线涡流制动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种直线电机特性测试系统用纵向磁通结构直线涡流制动器，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，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，而这恰恰满足了高速精密加工技术的要求。

但是，针对系统需求研制开发或购买的直线电机性能以及特性是否满足要求，如何对直线电机系统性能做出正确、客观的评价，都需要有成熟的直线电机系统测试设备来完成。

已有的直线电机推力加载测试装置如图8所示，该装置由系统平台、直线电机的动子、直线电机的定子、滑轮、传动绳以及砝码组成。通过滑轮和传动绳，把砝码的自身重量加到直线电机的动子上，形成单方向的拉力加载到直线电机上。不断增加砝码的重量，当直线电机开始匀速运动时，直线电机的制动力等于砝码的重量，既而获得直线电机的最大静态力。但是，该加载测试装置存在如下缺点：(1)测试加载推力时，只能进行单方向、单程测量，不适合对短行程直线电机的测试；(2)加载力不能连续变化，只能通过添加或减少砝码来改变负载；(3)系统采用传动绳，加载时产生形变，运动时会产生较大的推力扰动，从而影响加载精度；(4)只能静态加载，无法进行动态加载测试。

发明内容

本发明的目的是解决现有直线电机推力加载测试装置存在的只能单方向测试并且加载力不能连续变化的问题，提供一种纵向磁通结构直线涡流制动器。

本发明提供的第一种技术方案：

一种纵向磁通结构直线涡流制动器，所述制动器为单边结构，由一个初级和一个次级组成，初级与次级之间为气隙，

初级由电枢铁心和电枢绕组组成，在电枢铁心的气隙侧表面上均匀开有多个矩形通槽，使电枢铁心形成齿槽结构，矩形通槽的开槽方向垂直于制动器动子的运动方向，每相邻两个矩形通槽之间的齿上缠绕一个绕组线圈，相邻两个齿上缠绕的绕组线圈的绕向相反，各个齿上的绕组线圈依次串联起来形成电枢绕组；

次级由反应板和导磁轭板组成，反应板贴附在导磁轭板的气隙侧表面上。

本发明提供的第二种技术方案：

一种纵向磁通结构直线涡流制动器，所述制动器为双边结构，由两个初级和一个次级组成，两个初级呈镜像对称设置于次级的两侧，一个次级与两个初级之间为两个相互平行的气隙；

初级由电枢铁心、电枢绕组、多个永磁体和多个导磁轭组成，在电枢铁心的气隙侧表面上均匀开有多个矩形通槽，使电枢铁心形成齿槽结构，矩形通槽的开槽方向垂直于制动器动子的运动方向，每相邻两个矩形通槽之间的齿上缠绕一个绕组线圈，相邻两个齿上缠绕的绕组线圈的绕向相反，各个齿上的绕组线圈依次串联起来形成电枢绕组；

每个矩形通槽内靠近气隙侧居中设置一块永磁体，每块永磁体与其所在矩形通槽的两个侧壁之间分别嵌放一块导磁轭，用来固定永磁体；

永磁体的充磁方向平行于制动器动子的运动方向，相邻永磁体的充磁方向相反；次级两侧相对的永磁体的充磁方向相反；

次级为反应板。

本发明提供的第三种技术方案：

一种纵向磁通结构直线涡流制动器，所述制动器为双边结构，它包括初级和两个次级，

初级为镜像对称结构，两个次级呈镜像对称设置于初级的两侧，初级与两个次级之间为两个相互平行的气隙；

初级由电枢铁心、电枢绕组、多块永磁体和多块导磁轭组成，在电枢铁心的每个气隙侧表面上均匀开有多个矩形通槽，使电枢铁心形成齿槽结构，矩形通槽的开槽方向垂直于制动器动子的运动方向，每相邻两个矩形通槽之间的齿上缠绕一个绕组线圈，沿制动器动子运动方向相邻的两个齿上缠绕的绕组线圈的绕向相反，各个齿上的绕组线圈依次串联起来形成电枢绕组；

每个矩形通槽内靠近气隙侧居中设置一块永磁体，每块永磁体与其所在矩形通槽的两个侧壁之间分别嵌放一块导磁轭，用来固定永磁体；

永磁体的充磁方向平行于制动器动子的运动方向，沿动子运动方向相邻的永磁体的充磁方向相反；垂直于动子运动方向相邻的两块永磁体的充磁方向相反；

每个次级由反应板和导磁轭板组成，反应板贴附在导磁轭板的气隙侧表面上。