CN201425542Y - 强效水冷短路环结构 - Google Patents

Abstract

一种强效水冷短路环结构，在中心磁极外周壁或/和磁缸环的内周壁上环设短路环和冷却水管，所述短路环的轴向两端边沿与中心磁极外周壁或磁缸环的内周壁焊接固定；所述短路环在其轴向方向上分成至少两段，这至少两段短路环的对接面间形成环形空间，所述冷却水管置于该环形空间内，在环形空间内填焊料焊接将短路环的对接面、冷却水管及中心磁极或磁缸环连接成一体。本方案提高了短路环的冷却效率以及短路环与中心磁极(或磁缸环)间的连接强度，从而使短路环的温度控制在合理的范围内并提高振动台的性能。

Description

强效水冷短路环结构

技术领域

本实用新型涉及环境力学试验中的电动振动试验台，具体涉及大型水冷式电动振动台的一种强效水冷短路环结构。

背景技术

电动振动试验台(以下简称电动振动台)是一种对产品或部件实际经受的力学和气候环境进行真实模拟的设备。它广泛应用于航天、航空、船舶、汽车、电子、通信、家电和仪器仪表等行业中。

电动振动台是利用电磁振动原理设计而成的，其结构如图1所示，主要由动圈1、磁缸环2、中心磁极3组成，动圈1作为振动部分浮动支承在励磁绕组(图中未示出)提供的磁场中，动圈1的下部设有驱动线圈绕组4。由于电动振动台工作在很宽的电磁振动频率范围内，一般在5～5KHZ范围内，为了降低动圈1在高频工作时的交流阻抗，需在驱动线圈绕组4内外侧的中心磁极3或/和磁缸环2上对应设短路环5，该短路环5与中心磁极3的外周壁或者磁缸环2的内周壁紧密焊接在一起。

电动振动台工作时，短路环因感应动圈的驱动电流会产生很大的感应电流，从而产生大量的热量，所以必须对短路环进行冷却，而对于大型水冷式电动振动台，常用冷却水来冷却短路环，传统的水冷短路环结构如图2所示，中心磁极3的外周壁(或磁缸环2的内周壁)上沿周向开设有一圈凹槽，冷却水管6内嵌于该凹槽中焊接固定，短路环5覆于中心磁极3的外周壁(或磁缸环2的内周壁)上与冷却水管6接触，然后通过焊料9焊接将短路环5轴向上的两端边沿与中心磁极3的外周壁(或磁缸环2的内周壁)连接在一起，以此构成水冷短路环结构，达到冷却短路环的效果。若短路环轴向长度较长时，为保证短路环与中心磁极(或磁缸环)表面能紧密贴合，还需在短路环上开孔，通过在孔中点焊的方式将短路环非边缘部位与中心磁极(或磁缸环)表面进行焊接固定。

上述水冷短路环结构已经使用多年，但实践证明仍存在一些不足，主要是：

1、由于短路环与冷却水管之间仅是抵靠没有直接连接，虽人们通过敲打、点焊等方式尽量保证短路环与中心磁极(或磁缸环)表面能紧密贴合使短路环保证与冷却水管接触，但不可否认短路环与冷却水管两者间必然存在间隙，从而影响到冷却效果，并且因短路环与中心磁极(或磁缸环)的材质不同，短路环为紫铜材质，在20～200℃时，其膨胀系数为17.5，而中心磁极(或磁缸环)为碳钢材质，其膨胀系数为11.3～13，当电动振动台工作时，短路环因产生感应电流而发热，受热膨胀后，短路环与中心磁极(或磁缸环)接触面之间的间隙会进一步加大，从而短路环与冷却水管间的间隙也加大，两者脱开使冷却效率明显下降，其直接后果就是烧坏短路环及损坏驱动线圈绕组。

2、由于短路环本身仅是靠轴向的两端边沿与中心磁极(或磁缸环)焊接，其中部最多依靠点焊方式加固，当短路环轴向长度较长时，短路环中部与中心磁极(或磁缸环)表面未紧密贴合，可能存在抖动，连接强度降低，从而影响振动台的性能指标。

因此，如何解决上述问题，是本实用新型着重研究的内容。

发明内容

本实用新型提供一种强效水冷短路环结构，其主要目的是提高短路环的冷却效率以及短路环与中心磁极(或磁缸环)间的连接强度，从而使短路环的温度控制在合理的范围内并提高振动台的性能。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种强效水冷短路环结构，在中心磁极外周壁或/和磁缸环的内周壁上环设短路环和冷却水管，所述短路环的轴向两端边沿与中心磁极外周壁或磁缸环的内周壁焊接固定；所述短路环在其轴向方向上分成至少两段，这至少两段短路环的对接面间形成环形空间，所述冷却水管置于该环形空间内，在环形空间内填焊料焊接将短路环的对接面、冷却水管及中心磁极或磁缸环连接成一体。

上述技术方案中的有关内容进一步变化解释如下：

1、上述方案中，所述中心磁极外周壁或/和磁缸环的内周壁上对应冷却水管开设环形嵌槽，所述冷却水管截面上一部分嵌于环形嵌槽中另一部分位于环形空间内；如果根据设计水管尺寸小于等于短路环厚度，可以直接与短路环焊接以及焊接在中心磁极或者磁缸环表面，不必要开设环行嵌槽。

2、上述方案中，所述短路环、冷却水管和焊料为同种材质，均为紫铜。而为了节省材料，其最佳是短路环采用紫铜材质，而冷却水管和焊料为能与短路环相熔的金属材料材质。

3、上述方案中，所述短路环根据其轴向长度的大小，在其轴向方向上也可以分成多段，且冷却水管可以对应短路环的段数增加设置。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、由于本实用新型将短路环在轴向方向上分成至少两段，冷却水管直接与这至少两段短路环的对接面间形成环形空间，冷却水管置于该环形空间内，并与短路环焊接成一体，使得冷却水管能最高效率带走短路环产生的热量，提高了短路环的冷却效率；且在环形空间内填焊料焊接将短路环的对接面、冷却水管及中心磁极或磁缸环连接成一体，有效提高了短路环与中心磁极或磁缸环的连接性能。

2、由于本实用新型将传统的一块短路环在轴向方向上分成至少两段，短路环选材方便，容易成型，各段短路环分别与中心磁极外周壁或磁缸环的内周壁焊接固定，使其连接性能更好。

3、由于本实用新型采用冷却水管直接与短路环焊接成一体，提高了短路环的冷却效率，从而冷却水管的流量能适当的减少，即冷却水管的截面积可以减小，而冷却水管的截面积减小则可以降低减小振动台的磁阻，提高励磁效率，从而提高电动振动台的工作性能。

附图说明

附图1为电动振动台结构示意图；

附图2为现有水冷短路环结构的结构示意图；

附图3为本实用新型结构示意图。

以上附图中：1、动圈；2、磁缸环；3、中心磁极；4、驱动线圈绕组；5、短路环；6、冷却水管；7、环形空间；8、环形嵌槽；9、焊料。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：

如图3所示，一种强效水冷短路环结构，在中心磁极3外周壁或/和磁缸环2的内周壁上环设短路环5和冷却水管6，所述短路环5的轴向两端边沿与中心磁极3外周壁或磁缸环2的内周壁通过焊料9焊接固定；短路环5在其轴向方向上分成两段这两段短路环5的对接面间形成环形空间7(也可以根据其轴向长度的大小，分成多段，则每相邻两段短路环5的对接面间均形成一环形空间7)，所述冷却水管6为一个，置于该环形空间7内(当环形空间7为两个以上时，冷却水管6可以对应环形空间7设置为多个)，在环形空间7内填焊料9，将短路环5的对接面、冷却水管6及中心磁极3或磁缸环2焊接连成一体。

中心磁极3外周壁或/和磁缸环2的内周壁上对应冷却水管6开设环形嵌槽8，所述冷却水管6截面上一部分嵌于环形嵌槽8中，另一部分位于环形空间7内。

短路环5为紫铜、冷却水管6和焊料9为能与紫铜相熔的金属材质，从而使得焊接后的短路环5与冷却水管6形成一个整体。

由于将短路环5在其轴向方向上分成至少两段，这至少两段短路环5的对接面间形成环形空间7，冷却水管6置于该环形空间7内，并与短路环5焊接成一体，使得冷却水管6能最高效率的带走短路环5产生的热量，提高了短路环5的冷却效率；从而冷却水管的流量能适当的减少，即冷却水管的截面积可以减小，而冷却水管的截面积减小则可以降低减小振动台的磁阻，提高励磁效率，从而提高电动振动台的工作性能。

且在环形空间7内填满焊料，并将短路环5的对接面、冷却水管6及中心磁极3或磁缸环2焊接连成一体，且由于将短路环5在轴向方向上分成至少两段，则使得短路环5选材方便并容易成型，各段短路环5分别与中心磁极3的外周壁或磁缸环2的内周壁焊接固定，使其连接性能更好。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1、一种强效水冷短路环结构，在中心磁极(3)外周壁或/和磁缸环(2)的内周壁上环设短路环(5)和冷却水管(6)，所述短路环(5)的轴向两端边沿与中心磁极(3)外周壁或磁缸环(2)的内周壁焊接固定；其特征在于：所述短路环(5)在其轴向方向上分成至少两段，这至少两段短路环(5)的对接面间形成环形空间(7)，所述冷却水管(6)置于该环形空间(7)内，在环形空间(7)内填焊料(9)焊接将短路环(5)的对接面、冷却水管(6)及中心磁极(3)或磁缸环(2)连接成一体。

2、根据权利要求1所述的强效水冷短路环结构，其特征在于：所述中心磁极(3)外周壁或/和磁缸环(2)的内周壁上对应冷却水管(6)开设环形嵌槽(8)，所述冷却水管(6)截面上一部分嵌于环形嵌槽(8)中，另一部分位于环形空间(7)内。

3、根据权利要求1所述的强效水冷短路环结构，其特征在于：所述短路环(5)、冷却水管(6)和焊料为同种材质。

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