CN105107706A - 永磁式旋转激振器的双气隙磁路结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁式旋转激振器的双气隙磁路结构。本发明包括内磁芯、内环磁钢、中间磁环、外环磁钢、外磁环和动圈，其中由内磁芯、内环磁钢和中间磁环构成闭合磁路形成内气隙磁场，由中间磁环、外环磁钢和外磁环构成闭合磁路形成外气隙磁场，动圈位于内外气隙磁场中，内磁芯、内环磁钢、中间磁环、外环磁钢和外磁环同轴心，内磁芯在最内层，外磁环在最外层，中间磁环在中间层，内磁芯、中间磁环和外磁环内部中空。本发明结构简单、安装方便，采用永磁式双气隙磁场，位于内、外气隙磁场中的动圈输出力矩更大，动圈线圈缠绕在动圈基体上，形成类似矩形包线圈，动圈绕线方式简单、制作方便、成本低廉。

Description

永磁式旋转激振器的双气隙磁路结构

技术领域

本发明涉及一种旋转激振器的磁路结构，特别是一种永磁式旋转激振器的双气隙磁路结构。

背景技术

旋转激振器是一种角运动量发生器，可应用于惯性导航和制导系统的角振动传感器动态性能测试，工程应用领域的角振动环境测试实验。尤其是工程应用领域的旋转激振器，要求其性能可靠，成本低廉，输出力矩大，而旋转激振器的磁路结构对输出运动量的性能具有重要作用。

中国专利200610099077.4号和200610099078.9提出了电动式角振动台和非电机式电动式角振动台两种结构产生旋转运动，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，该种结构主要应用于角振动传感器动态性能测试，且存在结构复杂、输出力矩小和成本高的问题。

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、磁场空间利用率高、输出力矩大的永磁式旋转激振器双气隙磁路结构。

本发明包括内磁芯、内环磁钢、中间磁环、外环磁钢、外磁环和动圈，其中由内磁芯、内环磁钢和中间磁环构成闭合磁路形成内气隙磁场，由中间磁环、外环磁钢和外磁环构成闭合磁路形成外气隙磁场，动圈位于内外气隙磁场中，内磁芯、内环磁钢、中间磁环、外环磁钢和外磁环同轴心，内磁芯在最内层，外磁环在最外层，中间磁环在中间层，内磁芯、中间磁环和外磁环内部中空。

进一步，内磁芯、内环磁钢、中间磁环、外环磁钢和外磁环同轴心的材料为均为导磁材料，导磁材料为10号钢、工业纯铁或坡莫合金。

进一步，内环磁钢呈瓦片状，固定在内磁芯的外侧面上，呈圆周均匀分布，数量为偶数个，圆周方向分布的内环磁钢之间留有间隙。

进一步，外环磁钢也呈瓦片状，固定在外磁环的内侧面上，呈圆周均匀分布，数量与内环磁钢一样，圆周方向分布的外环磁钢之间留有间隙。

进一步，在径向方向上每块内、外环磁钢的中心线相互对齐，且对应扇形角度一样。

进一步，内、外环磁钢由永磁体构成，充磁方向为径向，磁化方向通过圆心，在径向方向上相邻内、外环磁钢之间的充磁方向相反，在圆周方向上相邻内、外环磁钢之间的充磁方向相反。

进一步，内环磁钢和中间磁环之间留有间隙，外环磁钢和外磁环之间留有间隙，在间隙中分别形成内气隙磁场和外气隙磁场，动圈轴向导线位于内、外气隙磁场中。

进一步，动圈由动圈基体和动圈线圈组成，动圈线圈缠绕在动圈基体上，动圈嵌套在中间磁环中，位于内、外环磁钢形成的有效气隙磁场内，动圈沿圆周方向均匀分布，动圈数量与内(外)环磁钢数量一致。

进一步，动圈在气隙磁场中的运动角度与内、外环磁钢的扇形角度和自身的扇形角度有关，当需要输出更大力矩和运动角度较小时，可增加内、外环磁钢圆周方向分布数量以及增大动圈扇形角度即增加导线数量。

本发明的优点是磁路结构简单、安装方便，采用永磁式双气隙磁场，位于内、外气隙磁场中的动圈输出力矩更大，动圈线圈缠绕在动圈基体上，形成类似矩形包线圈，动圈绕线方式简单、制作方便、成本低廉。

附图说明

图1是本发明的永磁式双气隙磁路结构示意图。

图2是永磁式双气隙磁路结构径向截面示意图。

图3是动圈结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明：

如图1和图2所示，本实施例包括：内磁芯1、内环磁钢2、中间磁环3、外环磁钢4和外磁环5，其中由内磁芯1、内环磁钢2和中间磁环3构成闭合磁路形成内气隙磁场，由中间磁环3、外环磁钢4和外磁环5构成闭合磁路形成外气隙磁场，动圈位于内外气隙磁场中。

本实施例中的内磁芯1、内环磁钢2、中间磁环3、外环磁钢4和外磁环5同轴心，其材料为导磁材料，可以是10号钢、工业纯铁或坡莫合金，内磁芯1、中间磁环3和外磁环5内部中空，内磁芯1在最内层，外磁环5在最外层，中间磁环3在中间层。内环磁钢2呈瓦片状，固定在内磁芯1的外侧面上，呈圆周均匀分布，数量为2个，圆周方向分布的内环磁钢2之间留有间隙。外环磁钢4也呈瓦片状，固定在外磁环5的内侧面上，呈圆周均匀分布，数量与内环磁钢2一样，圆周方向分布的外环磁钢4之间留有间隙。

在径向方向上每块内、外环磁钢的中心线相互对齐，且对应扇形角度一样。内、外环磁钢由永磁体构成，充磁方向为径向，磁化方向通过圆心，在径向方向上相邻内、外环磁钢之间的充磁方向相反，在圆周方向上相邻内、外环磁钢之间的充磁方向相反。内环磁钢2和中间磁环3之间留有间隙，外环磁钢4和外磁环5之间留有间隙，在间隙中分别形成内气隙磁场和外气隙磁场，动圈轴向导线位于内、外气隙磁场中。

如图3所示，上述所提到的动圈由动圈基体6和动圈线圈7组成，动圈线圈7缠绕在动圈基体6上，动圈嵌套在中间磁环6中，位于内、外环磁钢形成的有效气隙磁场内，动圈沿圆周方向均匀分布，动圈数量与内(外)磁钢数量一致。动圈在气隙磁场中的运动角度与内、外环磁钢的扇形角度和自身的扇形角度有关，当需要输出更大力矩和运动角度较小时，可增加内、外环磁钢圆周方向分布数量以及增大动圈扇形角度即增加导线数量。

当旋转激振器工作时，向动圈中通入交变电流，位于内、外气隙磁场中的动圈将受到安培力的作用，从而使动圈绕轴心位置来回转动。本发明的优点是磁路结构简单、安装方便，采用永磁式双气隙磁场，位于内、外气隙磁场中的动圈输出力矩更大，动圈线圈缠绕在动圈基体上，形成类似矩形包线圈，动圈绕线方式简单、制作方便、成本低廉。

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 (9)

1.永磁式旋转激振器的双气隙磁路结构，其特征在于：包括内磁芯、内环磁钢、中间磁环、外环磁钢、外磁环和动圈，其中由内磁芯、内环磁钢和中间磁环构成闭合磁路形成内气隙磁场，由中间磁环、外环磁钢和外磁环构成闭合磁路形成外气隙磁场，动圈位于内外气隙磁场中，内磁芯、内环磁钢、中间磁环、外环磁钢和外磁环同轴心，内磁芯在最内层，外磁环在最外层，中间磁环在中间层，内磁芯、中间磁环和外磁环内部中空。

2.根据权利要求1所述的永磁式旋转激振器的双气隙磁路结构，其特征在于：内磁芯、内环磁钢、中间磁环、外环磁钢和外磁环同轴心的材料为均为导磁材料，导磁材料为10号钢、工业纯铁或坡莫合金。

3.根据权利要求1所述的永磁式旋转激振器的双气隙磁路结构，其特征在于：内环磁钢呈瓦片状，固定在内磁芯的外侧面上，呈圆周均匀分布，数量为偶数个，圆周方向分布的内环磁钢之间留有间隙。

4.根据权利要求1所述的永磁式旋转激振器的双气隙磁路结构，其特征在于：外环磁钢呈瓦片状，固定在外磁环的内侧面上，呈圆周均匀分布，数量与内环磁钢一样，圆周方向分布的外环磁钢之间留有间隙。

5.根据权利要求4所述的永磁式旋转激振器的双气隙磁路结构，其特征在于：在径向方向上对应的内环磁钢、外环磁钢的中心线相互对齐，且对应扇形角度一样。

6.根据权利要求5所述的永磁式旋转激振器的双气隙磁路结构，其特征在于：内环磁钢、外环磁钢由永磁体构成，充磁方向为径向，磁化方向通过圆心，在径向方向上相邻内环磁钢、外环磁钢之间的充磁方向相反，在圆周方向上相邻内环磁钢、外环磁钢之间的充磁方向相反。

7.根据权利要求1所述的永磁式旋转激振器的双气隙磁路结构，其特征在于：内环磁钢和中间磁环之间留有间隙，外环磁钢和外磁环之间留有间隙，在间隙中分别形成内气隙磁场和外气隙磁场，动圈轴向导线位于内、外气隙磁场中。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的永磁式旋转激振器的双气隙磁路结构，其特征在于：动圈由动圈基体和动圈线圈组成，动圈线圈缠绕在动圈基体上，动圈嵌套在中间磁环中，位于内、外环磁钢形成的有效气隙磁场内，动圈沿圆周方向均匀分布，动圈数量与内、外环磁钢数量一致。

9.根据权利要求1所述的永磁式旋转激振器的双气隙磁路结构，其特征在于：动圈在气隙磁场中的运动角度与内、外环磁钢的扇形角度和自身的扇形角度有关，当需要输出更大力矩和运动角度较小时，可增加内、外环磁钢圆周方向分布数量以及增大动圈扇形角度，即增加导线数量。