[发明专利]一种大行程永磁力矩器

说明书

本发明公开了一种大行程永磁力矩器，属于电磁元件技术领域。本发明包括磁钢底座、外压环、外扇环形永磁钢、内扇环形永磁钢、内压环、中心支撑柱、线圈骨架和线圈；内扇环形永磁钢和外扇环形永磁钢分别构成环形，与环形结构磁钢底座共轴，并嵌入磁钢底座上环形凸台的两侧；内扇环形永磁钢内部由中心支撑柱支撑，上部由内压环固定；外扇环形永磁钢外部由外压环固定；线圈缠绕在线圈骨架上构成线圈结构悬挂于中心支撑柱之上，且嵌入气隙之中。本发明采用组合扇环形磁铁设计，气隙有效区域长且磁感应强度分布线性度好，极大增大了磁力矩器的有效行程，降低了磁力矩器的功耗，减小了气隙工作区域的温度漂移。

技术领域

本发明属于电磁元件技术领域，涉及一种低功耗大行程永磁力矩器。该力矩器以永久磁钢做激磁磁场源，线圈通电后受力在磁场中运动，该结构的特点是：采用组合扇环形磁铁结构，磁路结构能在较长区域产生强而均匀的磁感应强度分布，极大增加了磁力矩器的有效行程。。

背景技术

在一些高精密惯性仪表中，如挠性加速度计，需要力矩器作为系统的反馈执行器。现有的磁力矩器通常为单永久磁铁结构，有效行程较短，磁感应强度分布线性度较差，使闭环控制系统较复杂，稳态误差较大。因此，有必要设计一种新的永磁力矩器，增大磁力矩器的有效行程，提高气隙磁感应强度分布的均匀性。

发明内容

本发明的目的在于：设计一种大行程永磁力矩器，克服现有磁力矩器有效行程短，气隙磁感应强度分布线性度差的问题。

本发明的具体方案如下：

一种大行程永磁力矩器，包括磁钢底座(1)、外压环(2)、外扇环形永磁钢(3)、内扇环形永磁钢(4)、内压环(5)、中心支撑柱(6)、线圈骨架(7)和线圈(8)；

n₁块内扇环形永磁钢(4)构成环形，与环形结构磁钢底座(1)共轴，内部由中心支撑柱(6)支撑，上部由内压环(5)固定，下部嵌入磁钢底座(1)上的凸台内部，其中内扇环形永磁钢(4)和中心支撑柱(6)的底部齐平，扇环形永磁钢(4)、内压环(5)和中心支撑柱(6)的顶部齐平；n₂块外扇环形永磁钢(3)构成环形，环形结构磁钢底座(1)共轴，外部由外压环(2)固定，下部嵌入磁钢底座(1)上的凸台外部，其中外扇环形永磁钢(3)和外压环(2)的顶部底部均齐平。

外扇环形永磁钢(3)中每个扇环形的夹角为360/n₂度，n₂的取值为4至16的整数；内扇环形永磁钢(4)中每个扇环形的夹角为360/n₁度，n₁的取值为4至16的整数。

线圈(8)缠绕在线圈骨架(7)上构成线圈结构，线圈结构与中心支撑柱(6)共轴，且悬挂于中心支撑柱(6)之上，且缠绕线圈(8)的中空圆柱体结构部分嵌入外扇环形永磁钢(3)和内扇环形永磁钢(4)之间的气隙之中；

外扇环形永磁钢(3)和内扇环形永磁钢(4)是一种25～85℃温度范围内的低温度系数永磁材料；外扇环形永磁钢(3)和内扇环形永磁钢(4)的剩余磁感应强度方向均沿着径向且方向相同，如果约定外扇环形永磁钢(3)的外侧为N极，则内扇环形永磁钢(4)的外侧为N极，外扇环形永磁钢(3)和内扇环形永磁钢(4)的内侧均为S极；

外扇环形永磁钢(3)和内扇环形永磁钢(4)间气隙间距为0.6mm～1.2mm；

磁钢底座(1)、外压环(2)和中心支撑柱(6)可根据需要做成一体式结构。

本发明和现有技术相比具有如下优点：

本发明的大行程永磁力矩器，采用新型的组合扇环形磁铁设计，一方面气隙有效区域长且磁感应强度分布线性度好，极大增大了磁力矩器的有效行程，并且降低了磁路节结构和线圈结构对装配精度的要求；一方面气隙的磁感应强度大，降低了磁力矩器的功耗，减小了气隙工作区域的温度漂移。

附图说明