[发明专利]一种基于永磁无刷阻尼电机的电磁阻尼器

说明书

本发明属于有刷电机驱动控制技术，涉及一种基于永磁无刷阻尼电机的电磁阻尼器，包括齿轮增速机构、力矩限制器、永磁无刷阻尼电机、可调功率电阻，所述的齿轮增速机构包括Z1Z2、Z3Z4、Z5Z6、Z7Z8、Z9Z10五级直齿传动，所述的力矩限制器位于Z3Z4、Z5Z6直齿传动之间，所述的Z9Z10直齿传动与永磁无刷阻尼电机连接，可调功率电阻与永磁无刷阻尼电机的电枢绕组连接，相比较液压阻尼器，使用寿命长，无漏油工况，在高低温环境中不会产生非指令性位移，结构简单、紧凑，便于空间布置，阻尼系数可调等一系列优点，阻尼系数调整更加方便，并且避免了阻尼器的局部过热，提高了产品寿命，消除了飞机的安全隐患。

技术领域

本发明属于主飞控驾驶舱操纵领域，涉及对一种基于永磁无刷阻尼电机的电磁阻尼器。

背景技术

阻尼器，是以提供运动的阻力，耗减运动能量的装置。使自由振动衰减的各种摩擦和其它阻碍作用，称之为阻尼。而安置在结构系统中的“特殊”构件可以提供运动的阻力，耗减运动能量的装置，称之为阻尼器。主要有液体阻尼器、气体阻尼器和电磁阻尼器三类。

利用阻尼来吸能减振在航空、航天、汽车等行业中已被广泛应用，在以往的飞机操纵系统中广泛使用传统液压阻尼器来改善飞机的飞行品质，如图1所示，液压阻尼器主要零部件采用奥氏体不锈钢材料，所以防腐性能好；具有阻尼力大，动态响应时间短、摩擦阻力小等优点。

其工作原理是：液压阻尼器的工作过程可以用“刚柔相济”来描述，设备正常热膨胀时能随之缓慢移动，此时其几乎没有阻尼力，此时表现为“柔”；在载荷瞬变时液压阻尼器的阀门被激活，此时其产生出与振动力同样大小的反向阻力，扼制设备产生较大的振动，减少振幅，从而起到保护设备的作用，此时表现为“刚”。液压阻尼器是一种速度敏感性装置。当由力所引起的运动超过允许速度时，阻尼器将锁定、带载，并将速度限制在一个叫闭锁后速度或渗漏率的速度值。因此，正常工况下活塞杆速度V小于闭锁速度Vb，对设备的作用力很小，f＜FN；当发生瞬时冲击载荷时，V增大达到闭锁速度Vb时，液压油推动阀芯，使阀芯克服弹簧力关闭，液压油只能从阻尼小孔(节流阀)流过，形成阻尼力FN，使阻尼器闭锁。从而实现减振、抗振的目的。对于抗安全阀排汽型阻尼器，由于阀芯不设阻尼小孔，液压介质无法流动，因此，闭锁后速度Vb＝0，从而实现阻尼器对设备的持续拉力。

其缺点是：首先，其采用液压油作为其介质，故在高低温下会导致操纵系统非指令性位移，导致飞控计算机错误信号输出，影响飞机安全。其次，液压阻尼器包含密封圈等结构，密封圈存在老化等问题，密封寿命相比较电磁阻尼器比较短。然后，液压阻尼器在应用过程中经常出现漏油等故障，对飞机驾驶舱操纵环境产生较大影响。最后，其阻尼系数在设计之初就已固定，无法在后续使用过程中进行调整，缺乏灵活性。

上述问题造成对产品密封性能有极高要求，密封圈的老化及漏油缩短了产品的使用寿命，高低温下的非指令性位移对飞机的安全飞行造成隐患，阻尼系数的无法调整，增加了其研制、生产成本。

发明内容

本发明的目的是：提出一种基于永磁无刷阻尼电机的电磁阻尼器，以便消除液压阻尼器的非指令性位移、解决密封圈老化及漏油等问题，并且使用阻尼系数可调的阻尼器，延长产品的使用寿命，消除飞机的安全隐患。

本发明的技术方案是：

一种基于永磁无刷阻尼电机的电磁阻尼器，包括齿轮增速机构、力矩限制器、永磁无刷阻尼电机、可调功率电阻，所述的齿轮增速机构包括Z1Z2、Z3Z4、Z5Z6、Z7Z8、Z9Z10五级直齿传动，所述的力矩限制器位于Z3Z4、Z5Z6直齿传动之间，所述的Z9Z10直齿传动与永磁无刷阻尼电机连接，可调功率电阻与永磁无刷阻尼电机的电枢绕组连接。

所述的力矩限制器是摩擦打滑力矩限制器。

所述的可调功率电阻通过电枢绕组引出线与永磁无刷阻尼电机的电枢绕组连接。

所述的可调功率电阻由Y型连接。