CN106655674A - 一种微秒级脉冲式扭转载荷电动机 - Google Patents

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方秦
钱正祥
肖桂凤
陈力
周永康
方文敏
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陈晓磊
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Abstract

本发明提供一种微秒级脉冲式扭转载荷电动机，涉及材料动态力学性能实验设备领域，主要包括定子组、转子组合体、载流导体、瞬态开关、两组电源，所述定子组、转子组合体均为环状且同轴设置，转子组合体位于定子组之间，所述定子组由其中一组电源的电流产生恒稳磁场，所述转子组合体主要为载流导体提供刚性支撑并与负载相连将脉冲扭矩传递到负载之中，所述载流导体贯穿于转子组合体之中，所述瞬态开关、另一组电源与载流导体连接。本发明提供的一种脉冲式扭转载荷电动机，可涉及和考虑波传播的动态扭转实验，弥补了现有其它加载方式的缺陷，可望大大减小实验难度，提高试验可控性、重复性，极大地提高实验效率。

Description

一种微秒级脉冲式扭转载荷电动机
技术领域
本发明涉及材料动态力学性能实验设备领域，尤其涉及一种脉冲式霍普金森扭杆，是一种微秒级脉冲式扭转实验装置。
背景技术
就常规工业使用而言，交、直流电动机的启动时间是指从电机接通电源后其转速从零增加到对应负载下的稳定转速的时间，它与电机的功率、内部结构、材质、电网容量、负载情况、启动方式等各种因素有关。它一般在秒的量级，工业界一般不太关心这一参数。
在科研领域，有时需要对试样施加一个上升时间为数十微秒、持续时间为数百微秒的扭转脉冲载荷(扭转应力波)。而在这个加载时间内所谓转子(含负载)一般还来不及发生整体的刚体转动，从所需进行的实验角度也不需它们发生整体的刚体转动，只是希望在所谓负载部分获得一个扭转脉冲力矩(扭转波)并在所谓负载中传播。目前尚未见到有关用电磁方式产生这类扭转脉冲载荷(扭转应力波)的装置的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微秒级脉冲式扭转载荷电动机，可以生成一个上升时间为数十微秒、持续时间为数百微秒的扭转脉冲载荷(扭转应力波)。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种微秒级脉冲式扭转载荷电动机，其特征在于：主要包括定子组、转子组合体、载流导体、瞬态开关、两组电源，
所述定子组、转子组合体均为环状且同轴设置，转子组合体位于定子组之间，所述定子组由其中一组电源的电流产生恒稳磁场，所述转子组合体主要为载流导体提供刚性支撑并与负载相连将脉冲扭矩传递到负载之中，所述载流导体贯穿于转子组合体之中，所述瞬态开关、另一组电源与载流导体连接。
作为优选，所述瞬态开关为微秒级开关，可在微秒级时间内接通大电流电路并不产生电火花，并可数百微秒后断开电路，开、断所需时间可调。
作为优选，脉冲式扭转载荷电动机，用于脉冲式霍普金森扭杆，提供微秒级脉冲式扭转转载。
电流在定子组中产生恒稳磁场，并通过硅钢片等形成高效磁路，给转子组合体中载流导体骤加恒稳电流，转子组合体中的载流导体与原有恒稳磁场相互作用产生电磁脉冲力矩并传递给转子组合体。电磁脉冲力矩的脉冲形状和幅值由所加磁场(磁场条件)和恒稳电流脉冲的形状和幅值决定。
本发明的有益效果是：
本发明提供一种微秒级脉冲式扭转载荷电动机，上升时间为数十微秒、持续时间为数百微秒的扭转脉冲载荷，为整个实验体系提供扭转应力波，可涉及和考虑波传播的动态扭转实验，弥补了现有其它加载方式的缺陷，可望大大减小实验难度，提高试验可控性、重复性，极大地提高实验效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
下面结合附图描述本发明的具体实施例。
如图1所示，
一种微秒级脉冲式扭转载荷电动机，主要包括定子组1、转子组合体2、载流导体3，瞬态开关4、两个电源(电源A501和电源B502)，给定子组1接通电源A501后，产生一定强度的电流，建立强大的恒稳磁场；瞬态开关4接通电源B502瞬间，载流导体3中有足够强的电流通过；载流导体3与恒稳磁场相互作用产生扭转脉冲力矩，并传递给转子组合体2进而传递给负载，进行相关的试验。电磁脉冲力矩的脉冲形状和幅值由所加磁场(磁场条件)和恒稳电流脉冲的形状和幅值决定。
本发明解决了一个上升时间为数十微秒、持续时间为数百微秒的扭转脉冲载荷(扭转应力波)产生问题，填补了相关空白，为相关动态扭转试验装置提供了合适的加载方式。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种微秒级脉冲式扭转载荷电动机，其特征在于：主要包括定子组、转子组合体、载流导体、瞬态开关、两组电源，
所述定子组、转子组合体均为环状且同轴设置，转子组合体位于定子组之间，所述定子组由其中一组电源的电流产生恒稳磁场，所述转子组合体主要为载流导体提供刚性支撑并与负载相连将脉冲扭矩传递到负载之中，所述载流导体贯穿于转子组合体之中，所述瞬态开关、另一组电源与载流导体连接。
2.根据权利要求1所述的微秒级脉冲式扭转载荷电动机，其特征在于：所述瞬态开关为微秒级开关，可在微秒级时间内接通大电流电路并不产生电火花，并可数百微秒后断开电路，开、断所需时间可调。
3.根据权利要求1所述的微秒级脉冲式扭转载荷电动机，其特征在于：用于脉冲式霍普金森扭杆，提供微秒级脉冲式扭转转载。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN108387447A (zh) * 2018-02-08 2018-08-10 合肥姜水材性科技有限公司 一种电磁式拉、压扭微秒级同步联合动态加载实验装置
CN109187231A (zh) * 2018-09-04 2019-01-11 合肥姜水材性科技有限公司 一种电磁压旋式霍普金森扭杆
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