CN101915285B - 转动惯量可调的惯性飞轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转动惯量可调的惯性飞轮，它由两个圆盘电磁铁、惯性飞轮及飞轮轴构成，其中惯性飞轮为空心圆柱体结构，两个圆盘电磁铁对称地固定在惯性飞轮的两个底面上，在惯性飞轮内充满磁流变液，调整圆盘电磁铁的励磁电流或圆盘电磁铁上通电圆环电磁铁的数量，即可调整惯性飞轮的转动惯量。
Description
技术领域
本发明涉及一种惯性飞轮，具体涉及到一种转动惯量可调的惯性飞轮。
背景技术
在动力传动系统的设计和开发过程中，模拟系统转动部件的转动惯量，传统方法是采用惯性飞轮系统，当动力传动系统的惯性量发生改变时，则需要更换不同的飞轮组系统才能满足需要，由于飞轮组系统的更换比较麻烦，人们为简化飞轮组系统的转动惯量的调整，又开发出了“转动惯量可调的惯性飞轮装置”，中国专利申请号：200810069635.1，该装置尽管可根据工作需要随意调整飞轮的转动惯量，来适应不同动力系统的要求，但该装置的转动惯量调整还需要通过人工对不同的飞轮盘组的拆装才能实现，因此，该装置还存在转动惯量调整复杂的不足。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提出一种转动惯量可调的惯性飞轮，在转动惯量可调的惯性飞轮中，使用者只需调整圆盘电磁铁的励磁电流或圆盘电磁铁上通电圆环电磁铁的数量，即可调整惯性飞轮的转动惯量。
本发明的技术方案如下：
转动惯量可调的惯性飞轮包括有两个圆盘电磁铁、惯性飞轮及飞轮轴，其中的惯性飞轮为空心圆柱体结构，飞轮轴固定在惯性飞轮的轴心上，在惯性飞轮内充满磁流变液，而两个圆盘电磁铁对称地固定在惯性飞轮的两个底面上，圆盘电磁铁由多个外径不等的同心圆环电磁铁嵌套而成，每个圆环电磁铁的圆环面上的磁极不少于2对极，在圆盘电磁铁的圆心上有容纳飞轮轴通过的孔；
本发明的功能是这样实现的：圆盘电磁铁未通电时，惯性飞轮内的磁流变液呈液体状态，当飞轮轴带动惯性飞轮外壳旋转时，按照牛顿第一定律(惯性定律)，其内部的磁流变液将保持在静止状态，而当飞轮轴带动惯性飞轮的外壳快速旋转时，由于存在摩擦阻力作用，惯性飞轮内的磁流变液在惯性飞轮的外壳的带动下也只能缓慢转动，所以，此时惯性飞轮的转动惯量较小；圆盘电磁铁通电后，由于惯性飞轮内的磁流变液变成半固体状态，当飞轮轴带动惯性飞轮外壳旋转时，惯性飞轮外壳与其内部的呈半固体状态的磁流变液的摩擦阻力急剧增大，使惯性飞轮外壳与其内部的磁流变液成为一体，所以，当飞轮轴带动惯性飞轮外壳旋转时将直接带动其内部呈半固体状态的磁流变液一起转动，所以，此时惯性飞轮的转动惯量较大；改变通过圆盘电磁铁上的每个圆环电磁铁的励磁电流大小或通电圆环电磁铁的数量，即可改变惯性飞轮内磁流变液的固化状态和呈固化状态的磁流变液的量，也就改变了惯性飞轮的外壳与其内部磁流变液间的摩擦阻力的大小，从而改变了惯性飞轮的转动惯量因此，与现有的“转动惯量可调的惯性飞轮装置相比，本发明的转动惯量可调的惯性飞轮的转动惯量的改变和调整都十分简单方便
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图
图2是图1的A向视图
图3是图1中惯性飞轮两个方向的剖面示意图，在图中两个圆盘电磁铁内的空白圆弧段为N极，网格圆弧段为S极。
图4是图1的工作示意图。
具体实施方式
参见图1、图2和图3，转动惯量可调的惯性飞轮，其包括两个圆盘电磁铁3和4、惯性飞轮1及飞轮轴8，惯性飞轮1为空心圆柱体结构，飞轮轴8固定在惯性飞轮1的轴心上，在惯性飞轮1内充满磁流变液流2；参见图1和图3，圆盘电磁铁3由3个外径不等的同心圆环电磁铁31、32和33嵌套而成，圆盘电磁铁4也是由3个外径不等的同心圆环电磁铁41、42和43嵌套而成，每个圆环电磁铁的圆环面上的磁极数为4对极，在圆盘电磁铁3和4的圆心上有容纳飞轮轴8通过的孔13，圆盘电磁铁3和4的所有参数都相同，并被对称地安装在惯性飞轮1的两个底面上，且异极相对。圆盘电磁铁3和4上的每个圆环电磁铁上的励磁线圈通过引出线15，引至电刷组7，然后通过电刷组架12上的引线11与控制电源10相连接，飞轮轴8通过轴承6固定在底座14的支架5上，飞轮轴8的两端固定有连轴器9。
参见图4、图2和图1，本发明在使用时，惯性飞轮1的转动惯量是这样调整的：调节控制电源10可使成对的圆环电磁铁31和41、32和42以及33和43分别或同时通电，使惯性飞轮1中的磁流变液流2在两个成对圆环电磁铁之间的那一部分磁流变液半固化，从而可使惯性飞轮1中的磁流变液2形成外径不同的圆环状半固体21、22、23，这种不同外径的圆环状半固体21、22、23在惯性飞轮1外壳的带动下，将产生不同的转动惯量，从而实现了转动惯量的调节。
Claims (1)
1.一种转动惯量可调的惯性飞轮，包括两个圆盘电磁铁、惯性飞轮及飞轮轴，其特征在于，所述惯性飞轮为空心圆柱体结构，飞轮轴固定在惯性飞轮的轴心上，在惯性飞轮内充满磁流变液，所述圆盘电磁铁由多个外径不等的同心圆环电磁铁嵌套而成，每个圆环电磁铁的圆环面上的磁极数不少于2对极，每个磁极上都绕有励磁线圈，磁极上的励磁线圈通过引出线引至电刷组，再通过电刷组架上的引线与控制电源相连接，在圆盘电磁铁的圆心上有容纳飞轮轴通过的孔，所述两个圆盘电磁铁的所有参数都相同，并被对称地固定在惯性飞轮的两个底面上。
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