[实用新型]一种旋转式永磁电动悬浮、驱动一体化测试装置

说明书

本实用新型属于永磁电动式磁悬浮技术领域，具体涉及一种旋转式永磁电动悬浮、驱动一体化测试装置。所述测试装置包括包括悬浮体、供所述悬浮体在垂直和水平二个维度运动的悬浮体运动支架、悬浮力及驱动力采集单元；采用环形Halbach永磁阵列，利用机械旋转运动巧妙的将电动悬浮固有磁阻力转化为装置的驱动力；利用滑动组件搭建供悬浮体二维运动的支架，能够实现装置竖直方向和水平方向的自由移动，即满足悬浮‑驱动一体化演示与力采集功能；能够实现不同悬浮高度及不同转速下的动态悬浮和悬浮力、驱动力等数据采集，可作为电动悬浮力特性研究平台，造价低廉，操作便捷。

技术领域

本实用新型属于永磁电动式磁悬浮技术领域，具体涉及一种旋转式永磁电动悬浮、驱动一体化测试装置。

背景技术

现有永磁电动悬浮技术主要应用于磁浮列车，其技术原理基于传统板式永磁电动悬浮结构演变。

现有技术中公开的一种用于永磁电动式磁悬浮列车的静态悬浮装置(CN2015106009945)，包括安装在磁浮列车上的转向架、圆柱形永磁体组合结构以及与圆柱形永磁体模块相配合的半筒状槽型导轨。装置上的四个圆柱形永磁体结构两两相对分布在转向架两侧沿，每一侧搭载一个双轴伸电机用于驱动圆柱形永磁体旋转。双轴伸电机输出轴与半筒状导槽几何中心重合，固定机构将旋转双轴伸电机固定在转向架上，其中圆柱形永磁体结构采用径向和轴向的充磁方式。电机驱动圆柱形永磁体结构旋转，磁场与半筒状槽型导轨相互作用，利用楞次定律原理，磁力线被导轨上的闭合线圈切割，从而在闭合线圈中产生感生电流，感应电流产生的感应磁场与原磁场方向相反，相互排斥产生悬浮力。此外，在永磁体结构左右偏移的情况下，排斥力的合力既表现出垂向的悬浮力，同时也表现出横向的导向力。该方案的优势在于使永磁电动式悬浮列车实现可控制的静态悬浮，打破传统低速车轮支撑高速才能悬浮的磁悬浮运行模式。但是，该方案公开的静态悬浮装置存在以下技术问题：1)采用半筒状包裹式轨道导槽结构，不利于轨道散热，需设置制冷系统，增加了系统的自重与成本。2) 装置采用双轴伸电机驱动，噪音和功率较大，电机发热严重。3)未利用电动悬浮固有磁阻力，需独立安装直线电机实现驱动；4)该装置仅适用于磁悬浮列车。

现有技术还公开了一种用于磁浮列车的线圈式永磁电动悬浮装置(CN2016105630459)。该装置包括列车车体、轨道以及直线电机，轨道两侧分别安装一组线圈，轨道线圈由若干沿轨道延伸方向间隔设置的零磁通线圈构成，列车车体上横向间隔与线圈相对应的双边永磁阵列，双边永磁阵列包括位于零磁通线圈以上的上部直线型Halbach 阵列和位于零磁通线圈以下的下部直线型Halbach阵列，零磁通线圈与上部直线型Halbach阵列底面之间存在上部气隙，与下部直线型 Halbach阵列顶面之间存在下部气隙。该方案设计满足在没有复杂控制系统的情况下，实现列车自稳定悬浮，且悬浮刚度较大，阻力和能耗较低。但是，该方案公开的线圈式永磁电动悬浮装置存在以下技术问题：1)直线型双Halbach永磁阵列包裹式结构设计复杂，车体空间利用率低，且不易维修。2)装置不能实现静态悬浮，且涡流损耗对线圈的加工精度要求较高。3)该装置采用零磁通线圈结构，需沿线敷设，设计难度大、成本较高。4)该装置仅适用于磁悬浮列车。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种旋转式永磁电动悬浮、驱动一体化测试装置。改变了传统电动磁悬浮技术受固有磁阻力制约的现状，充分利用环形Halbach永磁体阵列结构特点，通过机械旋转运动将固有磁阻力巧妙转化成行进方向的驱动力，实现永磁电动悬浮系统悬浮、驱动一体化测试及演示功能。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种旋转式永磁电动悬浮、驱动一体化测试装置，所述测试装置包括悬浮体、供所述悬浮体在垂直和水平二个维度运动的悬浮体运动支架、悬浮力及驱动力采集单元；

所述悬浮体包括对称设置的两个环形Halbach永磁体阵列、分别用于驱动所述两个环形Halbach永磁体阵列的两个直流电机、和所述两个直流电机连接以保证两个直流电机同步转速的联轴器、用于固定安装所述两个直流电机的悬浮体支架；