[发明专利]磁阻式微型离合器

说明书

技术领域

本发明属于飞机自动飞行控制技术，是一种新型电磁离合器—磁阻离合器，用于飞机的飞行控制系统的执行机构中。

背景技术

目前，俄罗斯及我国某些飞机的飞控系统中，使用的离合器是磁粉离合器。由于工作中，存在着磁粉摩擦，发热，使磁性能变化(导磁率下降，矫顽力上升)，磁粉发生凝聚、结块，更甚者是磁粉颗粒对橡胶密封圈磨损破坏，使颗粒窜入轴承，发生卡死故障。因而，磁粉离合器工作不稳定，故障多寿命短，目前生产中是靠筛选剔除再提交的。鉴于此况，本人利用微电机原理，发明了磁阻式离合器(专利申请号：201210078990.1)，该专利的磁阻离合器，无磁粉、无接触，无摩擦，因而性能稳定可靠工作寿命长。还有设计的单气隙结构磁阻离合器，磁通量小，力作用半径也小，导致离合器力能系数偏低，体积偏大而力矩较小，时间常数较长。

针对我国许多飞机正在使用的小型磁粉离合器的飞控系统，如能制造出同样体积同样性能指标的磁阻离合器，具有重大意义。但按照已有的设计思路，无法达到。因而，必须通过对电磁学和电机理论的研究找出提高负荷能力和减少时间常数的办法，才能设计出同样大小和指标接近的磁阻离合器。

发明内容

本发明目的是设计一种体积小，力能高的磁阻式微型离合器，以代替目前的磁粉离合器，提高飞控系统的工作寿命和可靠性。

具体地说，磁阻式微型离合器，包括主动转子、从动转子和定子，从动转子的轴装在定子中心，主动转子装在定子外，从动转子中的内嵌导磁体和位于其外侧的并位于主动转子外圈的导磁体之间有第一工作磁阻气隙，同时从动转子的内嵌导磁体和位于其内侧的主动转子内圈中的辐射齿状磁极之间有第二工作磁阻气隙；所述主动转子外壳上的一端套装有齿轮。

所述主动转子包括内外两圈磁极，外圈齿状极为纵向梳齿状，内圈齿状磁极为径向辐射状，由铸造铝合金将两圈连为一体，两圈磁极呈对准状态；所述从动转子为一伞盖形结构，主体由铝合金舍铸成，伞盖形结构分为轮缘部分，转轴部分和将两者连在一起的盘状部分，轮缘部分插入环形凹槽内，轮缘内嵌装着与主动转子齿形磁极相对应的导磁体并与主动转子内外两圈都保持小的气隙，形成双工作气隙。

磁阻式离合器中的各齿的导电涡流体及总磁通的导电涡流体和内、外圈的连接结构由铝合金一次铸造形成。

本发明是采用双气隙磁阻，双气隙比单其隙的磁通--位移变化率dΦ/dθ和磁通--时间变化率dΦ/dt要大一倍，因而可以显著提高负荷能力和减少时间常数，面对多个齿极，双气隙机构难以实现，经过反复的结构方案设计终于找到了将两个不同极性(N、S极)多齿型磁极连接成一个转子带有两个回转圆的结构，这就形成具有外圈磁 极”S”和内圈磁极“N”的主动转子，在两个回转圆环之间的凹槽内插入从动转子，其上的导磁体与主动转子磁极形成双气隙，通电时当从动转子的导磁体在外负荷作用下有脱离对准倾向时，将被上下两个磁极拉住；没有完全拉到对抗状态时，如插入槽内导磁体与主动转子相对运动，将在围绕齿的铝合金形成的阻尼作用下进行阻尼，同时对主磁通也进行阻尼。由此，使负荷能力提高，也使同步时间常数减少。为进一步提高负荷力矩，本发明将通常径向辐射状的磁极演化为沿轴向伸展的梳齿状，并由铝合金铸造解决了围绕纵向梳齿成涡流环问题，纵向梳齿状磁极将力作用半径提高到最大，使转动力矩提高。电机的力能与作用气隙半径成四次方增加，因而显著提高了力能系数。

本发明中，根据电力学原理，通过材料和形状的设计，最大程度提高了电与磁的正交链接量，除微小活动气隙外，空间全部被磁-电介质形成正交分布，将有效链接比例提高，才得以实现在磁粉离合器一样大小空间内，设计出磁阻离合器。为了提高有效正交链接量，本发明的许多部分都形成了一件多能的部件，例如，两圈结构连接部分，同时兼齿轮的涡流阻尼环，也是磁通的阻尼环。绕组骨架兼做总磁通阻尼环。在磁介质与电介质的作用矛盾中，采取了最佳设计，主工作气隙与馈送气隙之间的矛盾，通过气隙面积的分配使其最大化。

附图说明

图1为本发明总成结构示意图，图号说明：1定子导磁体前段，2齿轮，3外壳导磁体，4绕组，5铸铝结构，6内嵌导磁体，7从动转子 导磁体，8从动转子铸铝主体，9定子导磁体后段；10-从动转子轴。

图2为本发明中主动转子结构示意图；

图3为图2右侧剖面示意图；

图4为从动转子示意图；

图5为本发明中带绕组的定子结构示意图。

具体实施方式