CN103487224A - 一种永磁式角振动台的双磁源磁路结构 - Google Patents

一种永磁式角振动台的双磁源磁路结构 Download PDF

Info

Publication number
CN103487224A
CN103487224A CN201310454492.7A CN201310454492A CN103487224A CN 103487224 A CN103487224 A CN 103487224A CN 201310454492 A CN201310454492 A CN 201310454492A CN 103487224 A CN103487224 A CN 103487224A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coil
magnet steel
magnetic
wall
moving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310454492.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103487224B (zh
Inventor
何闻
唐波
贾叔仕
周杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201310454492.7A priority Critical patent/CN103487224B/zh
Publication of CN103487224A publication Critical patent/CN103487224A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103487224B publication Critical patent/CN103487224B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Abstract

一种永磁式角振动台的双磁源磁路结构，包括上部磁钢、下部磁钢、顶盖、外壁和底座、及上部磁钢和下部磁钢之间的气隙；顶盖架设于外壁，外壁固定于底座，顶盖底部固定有上部磁钢，底座顶部固定有下部磁钢，动圈为盘式结构，动圈位于上部磁钢和下部磁钢之间，动圈分别与上部磁钢和下部磁钢间隙配合；动圈包括至少一个动圈单元，动圈单元包括基体和线圈组，一个线圈组包括由一根导线绕制而成的第一线圈和第二线圈，线圈包括有效导线组和连接导线组，相邻的两个有效导线组形成一个安培力发生部，每个安培力发生部对应一个磁场，相邻的两个安培力发生部中电流方向相反。本发明具有结构简单、紧凑、磁感应强度大而均匀、气隙磁场稳定的优点。

Description

一种永磁式角振动台的双磁源磁路结构
技术领域
本发明涉及一种角振动台的磁路结构，特别是一种永磁式角振动台的双磁源磁路结构。
背景技术
角振动台是一种角运动量(角位移、角速度、角加速度)发生设备，广泛应用于角振动传感器校准、角振动环境模拟等场合，对国防、航空、航天等领域的发展具有重要的意义。标准角振动台主要用于标定或校准角振动传感器，要求能够输出高精度、低失真的角运动量，而角振动台的磁路结构对提高角振动台的性能具有重要的作用。
为了实现对角振动传感器动态性能测试和校准，中国专利200610099077.4号和200610099078.9披露了电动式角振动台和非电机式电动式角振动台，但是这两种角振动台都是采用励磁线圈和导磁体构成的径向气隙磁场。该种结构存在励磁系统结构复杂，体积大，质量重；励磁线圈会产生热量，同时励磁线圈存在纹波电流，影响磁场的稳定性；单边磁源，径向方向磁场不对称，气隙磁场不均匀。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点和不足，本发明提供了一种结构简单、紧凑、磁感应强度大而均匀、气隙磁场稳定的永磁式角振动台的双磁源磁路结构。
一种永磁式角振动台的双磁源磁路结构，其特征在于：包括上部磁钢、下部磁钢、导磁体制成的顶盖、外壁和底座、以及上部磁钢和下部磁钢之间的气隙；
顶盖架设于外壁上，外壁固定于底座上，顶盖底部固定有上部磁钢，底座顶部固定有下部磁钢，动圈为盘式结构，动圈位于上部磁钢和下部磁钢之间，动圈分别与上部磁钢和下部磁钢间隙配合；动圈包括至少一个动圈单元，动圈单元包括圆片状的基体和固定于基体表面上的线圈组，一个线圈组包括由一根导线绕制而成的第一线圈和第二线圈，一个动圈单元上的各线圈组之间采用串联或者并联连接；第一线圈和第二线圈分别包括位于磁场内的有效导线组和位于磁场外的连接导线组，每个线圈具有两个有效导线组，连接导线组分别与两侧的有效导线组连接，连接导线组与基体同心，有效导线组中的导线均指向基体的圆心；在一个动圈单元中，相邻的两个有效导线组形成一个安培力发生部，每个安培力发生部对应一个磁场，而相邻的两个安培力发生部中电流方向相反。
进一步，顶盖与外壁之间过渡配合，顶盖与外壁配合处开设有安装台阶，外壁固定于顶盖的安装台阶上；底座与外壁之间过渡配合，底座与外壁配合处开设有安装台阶，外壁固定于底座的安装台阶上。
进一步，上部磁钢和下部磁钢分别由多个瓦片形的永磁体组成，相邻的永磁体之间有间隙，上部磁钢或下部磁钢的永磁体分别围成圆环形，上部磁钢的永磁体和下部磁钢的永磁体一一对应，上部磁钢下表面为S极(或N极)的永磁体与下部磁钢上表面为N极(或S极)的永磁体及由导磁体制成的底座、外壁、顶盖和气隙形成了双磁源磁路结构，上部磁钢和下部磁钢的永磁体的磁动势在气隙处叠加，气隙磁场强而均匀，能保证动圈中的导线受力均匀，避免受力不均造成角振动台输出波形失真度大的问题。此外，永磁体扇形角越大，动圈运动的角位移也越大；当永磁体的扇形角较小时，为充分利用空间，可以在圆周方向上布置多对永磁体，圆周方向上相邻永磁体的磁极指向相反，上部磁钢和下部磁钢的对应永磁体磁极指向相同，形成多个气隙磁场，磁场中的动圈导线受到的洛仑兹力就越大，增强了动圈的推力。
进一步，顶盖、外壁、底座的导磁体材料为工业纯铁或10号钢，永磁体的材料为基于碳钢的永磁，或铝镍钴永磁，或铁氧体永磁、或稀土永磁。
进一步，工作时，向动圈通入交变的电流，位于气隙磁场中的动圈将受到洛仑兹力的作用，从而使动圈绕轴心位置来回转动。
本发明的优点是磁路系统结构简单、紧凑，采用双永磁体作为磁源，磁感应强度大，气隙磁场稳定，采用的双磁源磁路结构形成的轴向气隙磁场是对称的，改善了气隙磁场的均匀性，能保证动圈中的导线受力均匀。
附图说明
图1是本发明的双磁源磁路结构。
图2是上部磁钢的2个永磁体下表面磁极分布。
图3是下部磁钢的2个永磁体上表面磁极分布。
图4是动圈单元具有1个线圈组时的示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-4对本发明进一步说明。
如图1所示，一种永磁式角振动台的双磁源磁路结构，包括上部磁钢5、下部磁钢2、导磁体制成的顶盖6、外壁3和底座1、以及上部磁钢5和下部磁钢6之间的气隙。
顶盖6架设于外壁3上，外壁3固定于底座1上，顶盖6底部固定有上部磁钢5，底座1顶部固定有下部磁钢2，动圈4为盘式结构，动圈4位于上部磁钢5和下部磁钢2之间，动圈4分别与上部磁钢5和下部磁钢2间隙配合；动圈包括至少一个动圈单元，动圈单元包括圆片状的基体和固定于基体表面上的线圈组，一个线圈组包括由一根导线绕制而成的第一线圈和第二线圈，一个动圈单元上的各线圈组之间采用串联或者并联连接；第一线圈和第二线圈分别包括位于磁场内的有效导线组和位于磁场外的连接导线组，每个线圈具有两个有效导线组，连接导线组分别与两侧的有效导线组连接，连接导线组与基体同心，有效导线组中的导线均指向基体的圆心；在一个动圈单元中，相邻的两个有效导线组形成一个安培力发生部，每个安培力发生部对应一个磁场，而相邻的两个安培力发生部中电流方向相反。
顶盖6与外壁3之间过渡配合，顶盖6与外壁3配合处开设有安装台阶，外壁3固定于顶盖6的安装台阶上；底座1与外壁3之间过渡配合，底座1与外壁3配合处开设有安装台阶，外壁3固定于底座1的安装台阶上。
上部磁钢5和下部磁钢2的结构相同，如图2、3所示，本实施例以上部磁钢5和下部磁钢2分别由2个永磁体组成为例说明。上部磁钢5的2个永磁体下表面磁极自左向右逆时针方向排列为S-N，下部磁钢2的永磁体上表面磁极自左向右逆时针排列为N-S。
一个上部磁钢的永磁体与跟其对应的下部磁钢形成一个磁场，即本实施例具有两个磁场。则动圈单元的需要有两个安培力发生部与磁场一一对应。
如图4所示，基体41上只有一个线圈组，一根导线绕制成两个形状、大小相同的第一线圈421和第二线圈422，第一线圈421和第二线圈422串联，第一线圈421由导线从内向外逐渐由小到大绕圈而成，第二线圈422由导线从外向内逐渐由大到小绕圈而成，所有导线均处于基体41表面上，第一线圈421和第二线圈422分别具有两个有效导线组4A，连接有效导线组4A的靠近圆心端的内侧连接导线组4B和连接有效导线组4A的靠近圆周端的外侧连接导线组4C；第一线圈421的一个有效导线组4A和与其相邻的第二线圈422的一个有效导线组4A组成一个安培力发生部，这样，第一线圈421和第二线圈422一共形成两个安培力发生部，每个安培力发生部与一个磁场对应；当向线圈内通入交变电流时，两个安培力发生部内的电流方向相反。线圈起始于第一线圈421的内侧的连接导线，终止于第二线圈422的内侧的连接导线。
上部磁钢和下部磁钢的永磁体数量不局限于本实施例的举例。当上部磁钢和下部磁钢的永磁体数量变化时，动圈单元的线圈组数量也同时变化。永磁体的数量为2的倍数。
上部磁钢5的一个下表面为S极(或N极)的永磁体与下部磁钢2的一个上表面为N极(或S极)的永磁体及由导磁体制成的底座1、外壁3、顶盖6和气隙形成了双磁源磁路结构，两个永磁体的磁动势在气隙处叠加，气隙磁场强而均匀，能保证动圈4中的导线受力均匀，避免受力不均造成角振动台输出波形失真度大的问题。此外，永磁体扇形角越大，动圈运动的角位移也越大；当永磁体的扇形角较小时，为充分利用空间，可以在圆周方向上布置多对永磁体，圆周方向上相邻永磁体的磁极指向相反，上部磁钢和下部磁钢的对应永磁体磁极指向相同，形成多个气隙磁场，磁场中的动圈导线受到的洛仑兹力就越大，增强了动圈的推力。
顶盖6、外壁3、底座1的导磁体材料为工业纯铁或10号钢，永磁体的材料为基于碳钢的永磁，或铝镍钴永磁，或铁氧体永磁、或稀土永磁。
工作时，向动圈4通入交变的电流，位于气隙磁场中的动圈4将受到洛仑兹力的作用，从而使动圈4绕轴心位置来回转动。
本发明的优点是磁路系统结构简单、紧凑，采用双永磁体作为磁源，磁感应强度大，气隙磁场稳定，采用的双磁源磁路结构形成的轴向气隙磁场是对称的，改善了气隙磁场的均匀性，能保证动圈中的导线受力均匀。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (4)

1.一种永磁式角振动台的双磁源磁路结构，其特征在于：包括上部磁钢、下部磁钢、导磁体制成的顶盖、外壁和底座、以及上部磁钢和下部磁钢之间的气隙；顶盖架设于外壁上，外壁固定于底座上，顶盖底部固定有上部磁钢，底座顶部固定有下部磁钢，动圈为盘式结构，动圈位于上部磁钢和下部磁钢之间，动圈分别与上部磁钢和下部磁钢间隙配合；动圈包括至少一个动圈单元，动圈单元包括圆片状的基体和固定于基体表面上的线圈组，一个线圈组包括由一根导线绕制而成的第一线圈和第二线圈，一个动圈单元上的各线圈组之间采用串联或者并联连接；第一线圈和第二线圈分别包括位于磁场内的有效导线组和位于磁场外的连接导线组，每个线圈具有两个有效导线组，连接导线组分别与两侧的有效导线组连接，连接导线组与基体同心，有效导线组中的导线均指向基体的圆心；在一个动圈单元中，相邻的两个有效导线组形成一个安培力发生部，每个安培力发生部对应一个磁场，相邻的两个安培力发生部中电流方向相反。
2.如权利要求1所述的永磁式角振动台的双磁源磁路结构，其特征在于，顶盖与外壁之间过渡配合，顶盖与外壁配合处开设有安装台阶，外壁固定于顶盖的安装台阶上；底座与外壁之间过渡配合，底座与外壁配合处开设有安装台阶，外壁固定于底座的安装台阶上。
3.如权利要求1或2所述的永磁式角振动台的双磁源磁路结构，其特征在于，上部磁钢和下部磁钢分别由多个瓦片形的永磁体组成，相邻的永磁体之间有间隙，上部磁钢或下部磁钢的永磁体分别围成圆环形，上部磁钢的永磁体和下部磁钢的永磁体一一对应，上部磁钢的永磁体与下部磁钢的永磁体及由导磁体制成的底座、外壁、顶盖和气隙形成了双磁源磁路结构。
4.如权利要求3所述的永磁式角振动台的双磁源磁路结构，其特征在于，顶盖、外壁、底座的导磁体材料为工业纯铁或10号钢，永磁体的材料为基于碳钢的永磁，或铝镍钴永磁，或铁氧体永磁、或稀土永磁。
CN201310454492.7A 2013-09-27 2013-09-27 一种永磁式角振动台的双磁源磁路结构 Active CN103487224B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310454492.7A CN103487224B (zh) 2013-09-27 2013-09-27 一种永磁式角振动台的双磁源磁路结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310454492.7A CN103487224B (zh) 2013-09-27 2013-09-27 一种永磁式角振动台的双磁源磁路结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103487224A true CN103487224A (zh) 2014-01-01
CN103487224B CN103487224B (zh) 2015-12-16

Family

ID=49827623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310454492.7A Active CN103487224B (zh) 2013-09-27 2013-09-27 一种永磁式角振动台的双磁源磁路结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103487224B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104848930A (zh) * 2015-05-08 2015-08-19 哈尔滨工业大学 涡流补偿的双排永磁体向心励磁矩形开放磁场式电磁振动台磁路结构
CN104848932A (zh) * 2015-05-08 2015-08-19 哈尔滨工业大学 双磁路两端对称励磁的矩形开放磁场式低频振动校准台
CN104848931A (zh) * 2015-05-08 2015-08-19 哈尔滨工业大学 涡流补偿的双磁路两端对称励磁圆柱形封闭磁场式电磁振动台磁路结构
CN104848933A (zh) * 2015-05-08 2015-08-19 哈尔滨工业大学 磁场跟踪补偿的双永磁管两端对称励磁圆柱形封闭磁场式电磁振动台磁路结构
CN104848929A (zh) * 2015-05-08 2015-08-19 哈尔滨工业大学 磁场跟踪补偿的双磁路两端对称励磁矩形开放磁场式电磁振动台磁路结构
CN105633514A (zh) * 2015-12-25 2016-06-01 中国航天时代电子公司 一种星载微波开关低能耗转动驱动装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1144606A (ja) * 1997-07-25 1999-02-16 Emitsuku Kk 振動発生機
CN1900660A (zh) * 2006-07-19 2007-01-24 中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所 电动式角振动台
JP2007171111A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Fujitsu Ltd マルチｖｃｍを用いた回転振動発生機
CN203030494U (zh) * 2012-12-27 2013-07-03 苏州苏试试验仪器股份有限公司 电动式振源发生器
CN203465071U (zh) * 2013-09-27 2014-03-05 浙江大学 一种永磁式角振动台的双磁源磁路结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1144606A (ja) * 1997-07-25 1999-02-16 Emitsuku Kk 振動発生機
JP2007171111A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Fujitsu Ltd マルチｖｃｍを用いた回転振動発生機
CN1900660A (zh) * 2006-07-19 2007-01-24 中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所 电动式角振动台
CN203030494U (zh) * 2012-12-27 2013-07-03 苏州苏试试验仪器股份有限公司 电动式振源发生器
CN203465071U (zh) * 2013-09-27 2014-03-05 浙江大学 一种永磁式角振动台的双磁源磁路结构

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104848930A (zh) * 2015-05-08 2015-08-19 哈尔滨工业大学 涡流补偿的双排永磁体向心励磁矩形开放磁场式电磁振动台磁路结构
CN104848932A (zh) * 2015-05-08 2015-08-19 哈尔滨工业大学 双磁路两端对称励磁的矩形开放磁场式低频振动校准台
CN104848931A (zh) * 2015-05-08 2015-08-19 哈尔滨工业大学 涡流补偿的双磁路两端对称励磁圆柱形封闭磁场式电磁振动台磁路结构
CN104848933A (zh) * 2015-05-08 2015-08-19 哈尔滨工业大学 磁场跟踪补偿的双永磁管两端对称励磁圆柱形封闭磁场式电磁振动台磁路结构
CN104848929A (zh) * 2015-05-08 2015-08-19 哈尔滨工业大学 磁场跟踪补偿的双磁路两端对称励磁矩形开放磁场式电磁振动台磁路结构
CN104848933B (zh) * 2015-05-08 2016-06-08 哈尔滨工业大学 磁场跟踪补偿的双永磁管两端对称励磁圆柱形封闭磁场式电磁振动台磁路结构
CN104848931B (zh) * 2015-05-08 2016-06-08 哈尔滨工业大学 涡流补偿的双磁路两端对称励磁圆柱形封闭磁场式电磁振动台磁路结构
CN104848929B (zh) * 2015-05-08 2016-06-08 哈尔滨工业大学 磁场跟踪补偿的双磁路两端对称励磁矩形开放磁场式电磁振动台磁路结构
CN104848932B (zh) * 2015-05-08 2016-06-08 哈尔滨工业大学 双磁路两端对称励磁的矩形开放磁场式低频振动校准台
CN104848930B (zh) * 2015-05-08 2016-06-08 哈尔滨工业大学 涡流补偿的双排永磁体向心励磁矩形开放磁场式电磁振动台磁路结构
CN105633514A (zh) * 2015-12-25 2016-06-01 中国航天时代电子公司 一种星载微波开关低能耗转动驱动装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103487224B (zh) 2015-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203465071U (zh) 一种永磁式角振动台的双磁源磁路结构
CN103487224B (zh) 一种永磁式角振动台的双磁源磁路结构
CN108953473B (zh) 一种可实现水平解耦的隔振器
CN104214216B (zh) 一种四自由度内转子磁轴承
CN103904852B (zh) 一种永磁体结构外转子盘式电机
CN106763184B (zh) 一种六极径向-轴向混合磁轴承
CN1463070A (zh) 一种圆筒形永磁磁阻式直线电机
US20130154423A1 (en) Axial flux alternator with one or more flux augmentation rings
CN203464952U (zh) 一种角振动台
CN101777411B (zh) 一种充磁装置
CN101741213B (zh) 圆筒形永磁直线电机
CN103471642A (zh) 一种角振动台
CN103674455A (zh) 一种角振动台动圈
CN104121288A (zh) 一种主被动外转子磁轴承
CN111022498A (zh) 径向无绕组混合磁轴承
CN104137394A (zh) 电机
CN203166727U (zh) 直线电动机
CN104137400A (zh) 电机
CN206023539U (zh) 摆动式振动器
CN112065856B (zh) 四极内外双转子混合磁轴承
CN112201430B (zh) 径向取向的柱状或环状烧结四极磁体及其充磁方法
CN203465072U (zh) 一种角振动台动圈
CN211343731U (zh) 径向无绕组混合磁轴承
CN108547867B (zh) 一种轴向自回路的三自由度球形混合磁轴承
CN208423958U (zh) 一种静音自发电发电机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant