CN108649770A - 新型磁阻式电磁离合器 - Google Patents
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Abstract
提供一种新型磁阻式电磁离合器，具有定子、绕组和转子，所述转子包括主动转子和从动转子，所述定子通过轴承Ⅰ支撑在从动转子的输出轴上且从动转子上的转子盘插入主动转子盘上的环形空间内，所述主动转子通过轴承Ⅱ和轴承Ⅲ支撑在定子的外圆周上且定子上套设的绕组置于定子和主动转子之间，所述环形空间由上颌齿和下颌齿形成且上颌齿和下颌齿上设有数量相同且相互对应的齿，所述转子盘上内嵌有与上颌齿和下颌齿相对应的齿并插入环形空间内。本发明解决了磁粉式离合器由于相互摩擦，老化，使磁性能变劣，导致凝聚、结块或磁粉泄漏使轴承卡死等问题，结构简单，使用寿命长，提高了飞行的可靠性和安全性，结合力矩和结合速度大大提高。
Description
技术领域
本发明属于飞机自动控制技术领域，具体涉及一种新型磁阻式电磁离合器，用于机载飞机自动控制系统的执行机构中。
背景技术
目前，俄罗斯及我国某些飞机的飞行控系统中，通常使用小型磁粉式离合器，由于磁粉离合器的磁粉窜入运转轴承中使轴承发生卡死故障，磁粉在离合器中由于相互摩擦，老化，使磁性能变劣，导致凝聚、结块，引起故障，使用寿命大大降低；而(ZL201210078990.1)专利中，该磁阻涡流式电磁离合器实质上属于特种微电机，磁阻涡流式电磁离合器是单气息磁阻，电机系数偏低，体积偏大而力矩偏小，为了提高飞行可靠性进和安全性，因此，有必要进行改进。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种新型磁阻式电磁离合器，将主动转子的磁阻工作部位制成梳齿状磁极，同时采用双气隙磁路，实现无接触、无摩擦、长寿命离合控制的同时提高结合力矩，从而提高了飞控设备的可靠性和安全性。
本发明采用的技术方案：新型磁阻式电磁离合器，具有定子、绕组和转子，所述转子包括主动转子和从动转子，所述定子通过轴承Ⅰ支撑在从动转子的输出轴上且从动转子上的转子盘插入主动转子盘上的环形空间内，所述主动转子通过轴承Ⅱ和轴承Ⅲ支撑在定子的外圆周上且定子上套设的绕组置于定子和主动转子之间，所述环形空间由上颌齿和下颌齿形成且上颌齿和下颌齿上设有数量相同且相互对应的齿，所述转子盘上内嵌有与上颌齿和下颌齿相对应的齿并插入环形空间内，且转子盘与上颌齿和下颌齿之间形成上颌齿气隙和下颌齿气隙。
其中，所述从动转子包括输出轴、小齿轮和转子盘组成，所述输出轴一端与小齿轮固定连接且其另一端与转子盘连接，所述转子盘上设有齿条，所述齿条上内嵌有导磁材料制成的齿且该齿与上颌齿和下颌齿上的齿相互对应，所述齿条端部设有铸铝Ⅱ。
进一步地，所述上颌齿和下颌齿上设有的数量相同且相互对应的齿为梳齿状且上颌齿和下颌齿为导磁性材料制成。
进一步地，所述定子由左侧定子和右侧定子组成，所述左侧定子和右侧定子连接后通过轴承Ⅰ支撑在输出轴上，所述主动转子左侧和右侧分别通过轴承Ⅱ和轴承Ⅲ支撑在左侧定子和右侧定子外圆周上且主动转子左侧和右侧分别与左侧定子和右侧定子形成馈磁气隙。
进一步地，所述转动转子包括主动转子环体端部的上颌齿、下颌齿和铸铝Ⅰ，所述上颌齿和下颌齿通过铸铝Ⅰ连接为一体且上颌齿和下颌齿之间为环形空间。
本发明与现有技术相比的优点：
1、将磁阻式电磁离合器按已有磁粉离合器的外形尺寸和接口方式来设计，可以很方便地将飞控设备中原用的磁粉离合器更换成磁阻式电磁离合器。
2、将从动转子的磁阻工作部位即上颌齿和下颌齿设计成轴向梳齿状磁极，增大了磁力作用半径和磁阻变化量，同时将从动转子与主动转子之间设计成双气隙磁路，使磁阻变化差值提高至单气隙磁路的两倍，因而在不改变离合器体积的情况下，大大提高了结合力矩。
3、主动转子的铸铝Ⅰ和从动转子的铸铝Ⅱ起着电涡流阻尼兼动力传输作用同时涡流阻尼作用加快了主动转子和从动转子的结合同步；
4、解决了磁粉式离合器由于相互摩擦，老化，使磁性能变劣，导致凝聚、结块或磁粉泄漏使轴承卡死等问题，且无接触、无摩擦，结构简单，使用寿命长，提高了飞行的可靠性和安全性。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为从动转子结构示意图；
图4为图3的B-B剖视图；
图5为主动转子结构示意图；
图6为图5的C-C剖视图；
图7为定子的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-7描述本发明的一种实施例。
新型磁阻式电磁离合器，具有定子1、绕组2和转子，所述转子包括主动转子3和从动转子4，所述定子1通过轴承Ⅰ5支撑在从动转子4的输出轴6上且从动转子4上的转子盘9插入主动转子盘3上的环形空间10内，所述主动转子3通过轴承Ⅱ7和轴承Ⅲ8支撑在定子1的外圆周上且定子1上套设的绕组2置于定子1和主动转子3之间，具体的，所述定子1由左侧定子17和右侧定子18组成，所述左侧定子17和右侧定子18连接后通过轴承Ⅰ5支撑在输出轴6上，所述主动转子3左侧和右侧分别通过轴承Ⅱ7和轴承Ⅲ8支撑在左侧定子17和右侧定子18外圆周上且主动转子3左侧和右侧分别与左侧定子17和右侧定子18形成馈磁气隙19。所述环形空间10由上颌齿11和下颌齿12形成且上颌齿11和下颌齿12上设有数量相同且相互对应的齿，在主动转子3的每个上颌齿11和下颌齿12周围及从动转子4各齿的周围都由导电良好的铸造铝合金即铸铝Ⅰ20和铸铝Ⅱ21形成对变化磁通能产生感应电流的涡流环路，而铝合金的其余结构部分，能够对总磁通变化产生感应涡流，如此，由无接触的电涡流阻尼代替了磁粉与转动体的机械接触摩擦，用涡流阻尼消耗惯性动能，直到主动转子和从动转子结合同步运转。在本结构中，充分利用包围磁通的所有空间布置了尽可能多的涡流导体，用于取得足够大的阻尼效应，不亚于磁粉的摩擦阻尼作用，但却实现了由接触摩擦变为无接触涡流阻尼，铸造铝合金除了起涡流阻尼作用，它同时分别形成主动转子和从动转子的机械结构。具体的，所述从动转子4包括输出轴6、小齿轮15和转子盘9组成，所述输出轴6一端与小齿轮15固定连接且其另一端与转子盘9连接，所述转子盘9上设有齿条16，所述齿条16上内嵌有导磁材料制成的齿且该齿与上颌齿11和下颌齿12上的齿相互对应，所述齿条16端部设有铸铝Ⅱ21，所述上颌齿11和下颌齿12上设有的数量相同且相互对应的齿为梳齿状且上颌齿11和下颌齿12为导磁性材料制成。所述转子盘9上内嵌有与上颌齿11和下颌齿12相对应的齿并插入环形空间10内，且转子盘9与上颌齿11和下颌齿12之间形成上颌齿气隙13和下颌齿气隙14，所述主动转子3包括主动转子3环体端部的上颌齿11、下颌齿12和铸铝Ⅰ20，所述上颌齿11和下颌齿12通过铸铝Ⅰ20连接为一体且上颌齿11和下颌齿12之间为环形空间10。
此结构共串联有四个气隙，包括主动转子3分别与左侧定子17和右侧定子18所形成的两个馈磁气隙19，和齿条16与上颌齿11和下颌齿12所形成的上颌齿气隙13和下颌齿气隙14，当绕组2通电时，沿左侧定子17和右侧定子18体内至下颌齿12上的齿、从动转子4上的齿和上颌齿11上的齿到主动转子3的圆筒内产生如图1所示的磁通回路，磁力将从动转子4上的齿拉到与主动转子3上的齿一一对准的状态，即磁阻最小状态，并保持一定结合力，从动转子4被所产生的结合力矩带着一起同步运动；当主动转子3和从动转子4上的齿在没有对准情况下绕组2通电时，在磁力作用下将引起主动转子3和从动转子4之间相互运动，向磁阻最小状态运动，齿状磁极间的相对运动引起磁阻变化，亦引起磁通Φ变化，磁通Φ的变化使包围磁通的铸铝导体产生涡流，根据楞次定律原理，会产生抵抗相对运动的阻尼作用，由此使主动转子3和从动转子4经过短暂的相互运动后，迅速稳定在各齿一一对准的稳定状态，并保持一定的刚度，实现了无机械接触的阻尼和制动作用，使主动转子3和从动转子4一起运动，实现了离合器合的状态，主动转子3的铸铝结Ⅰ20构既是涡流导体，也成为主动转子3上颌齿11和下颌齿12的连接结构，从动转子4的铸铝Ⅱ21结构既是涡流体，也成为从动转子4嵌装导磁齿和连接转子盘9的机械结构，它们起着电涡流阻尼兼动力传输作用；当绕组2不通电没有磁场和磁力作用时，即离合器处于分离状态，主动转子3和从动转子4各自运动，相互无关。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。
Claims (5)
1.新型磁阻式电磁离合器，具有定子(1)、绕组(2)和转子，其特征在于：所述转子包括主动转子(3)和从动转子(4)，所述定子(1)通过轴承Ⅰ(5)支撑在从动转子(4)的输出轴(6)上且从动转子(4)上的转子盘(9)插入主动转子盘(3)上的环形空间(10)内，所述主动转子(3)通过轴承Ⅱ(7)和轴承Ⅲ(8)支撑在定子(1)的外圆周上且定子(1)上套设的绕组(2)置于定子(1)和主动转子(3)之间，所述环形空间(10)由上颌齿(11)和下颌齿(12)形成且上颌齿(11)和下颌齿(12)上设有数量相同且相互对应的齿，所述转子盘(9)上内嵌有与上颌齿(11)和下颌齿(12)相对应的齿并插入环形空间(10)内，且转子盘(9)与上颌齿(11)和下颌齿(12)之间形成上颌齿气隙(13)和下颌齿气隙(14)。
2.根据权利要求1所述的新型磁阻式电磁离合器，其特征在于：所述从动转子(4)包括输出轴(6)、小齿轮(15)和转子盘(9)组成，所述输出轴(6)一端与小齿轮(15)固定连接且其另一端与转子盘(9)连接，所述转子盘(9)上设有齿条(16)，所述齿条(16)上内嵌有导磁材料制成的齿且该齿与上颌齿(11)和下颌齿(12)上的齿相互对应，所述齿条(16)端部设有铸铝Ⅱ(21)。
3.根据权利要求1或2所述的新型磁阻式电磁离合器，其特征在于：所述上颌齿(11)和下颌齿(12)上设有的数量相同且相互对应的齿为梳齿状且上颌齿(11)和下颌齿(12)为导磁性材料制成。
4.根据权利要求3所述的新型磁阻式电磁离合器，其特征在于：所述定子(1)由左侧定子(17)和右侧定子(18)组成，所述左侧定子(17)和右侧定子(18)连接后通过轴承Ⅰ(5)支撑在输出轴(6)上，所述主动转子(3)左侧和右侧分别通过轴承Ⅱ(7)和轴承Ⅲ(8)支撑在左侧定子(17)和右侧定子(18)外圆周上且主动转子(3)左侧和右侧分别与左侧定子(17)和右侧定子(18)形成馈磁气隙(19)。
5.根据权利要求4所述的新型磁阻式电磁离合器，其特征在于：所述主动转子(3)包括主动转子(3)环体端部的上颌齿(11)、下颌齿(12)和铸铝Ⅰ(20)，所述上颌齿(11)和下颌齿(12)通过铸铝Ⅰ(20)连接为一体且上颌齿(11)和下颌齿(12)之间为环形空间(10)。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110401325A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-11-01 | 保定市玄云涡喷动力设备研发有限公司 | 一种磁阻离合器 |
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2018
- 2018-06-13 CN CN201810607506.7A patent/CN108649770A/zh not_active Withdrawn
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