一种高工作稳定性的轴向磁通永磁磁滞阻尼器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116025655A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202211590985.9(22)申请日2022.12.12(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人彭涛陈金桥王爽李亮(74)专利代理机构武汉华之喻知识产权代理有限公司42267专利代理师胡秋萍曹葆青(51)Int.Cl.F16F6/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种高工作稳定性的轴向磁通永磁磁滞阻尼器(57)摘要本发明公开一种高工作稳定性的轴向磁通永磁磁滞阻尼器，属于永磁磁滞阻尼器领域。包括：定子永磁体，永磁体N/S交替排布，在空间中形成交变恒定磁场；背铁，用于聚集向外发散的磁场，增强中心区域磁场强度；磁滞转子，磁滞转子在交替磁场中旋转，产生磁滞阻尼力矩；转轴，将磁滞阻尼力矩传递出去。该结构基于磁滞电机原理，即转子磁滞损耗和转速成正比，输出力矩与转速几乎无关。本发明通过更改定子永磁体的形状和安置方式，使用多个永磁体代替永磁环，更好优化空间磁场，提高转子中的磁场密度，提高永磁磁滞阻尼器的输出功率密度。同时，磁场密度的提高允许更大的气隙设计和更多样的永磁材料选择。气隙的增大能大幅增加永磁磁滞阻尼器的使用寿命。CN116025655ACN116025655A权利要求书1/1页1.一种高工作稳定性的轴向磁通永磁磁滞阻尼器，所述永磁磁滞阻尼器包括：上下两镜像放置的定子、磁滞转子和转轴；其特征在于，所述定子由背铁和多个定子永磁体组成；所述背铁上等间隔固定多个定子永磁体，所述定子永磁体的充磁方向沿轴向；所述磁滞转子为圆盘或圆环型，置于两定子中间。2.如权利要求1所述的永磁磁滞阻尼器，其特征在于，所述永磁磁滞阻尼器包括4n个定子永磁体，所有定子永磁体规格完全相同，n为定子极对数。3.如权利要求2所述的永磁磁滞阻尼器，其特征在于，所述定子永磁体的体积不超过磁滞转子体积的1/(4n)，n为定子极对数。4.如权利要求1所述的永磁磁滞阻尼器，其特征在于，所述定子永磁体为轴对称形状。5.如权利要求1所述的永磁磁滞阻尼器，其特征在于，所述定子永磁体的材料矫顽力不低于600kA/m。6.如权利要求1所述的永磁磁滞阻尼器，其特征在于，所述定子永磁体的材料剩磁温度系数不超过－0.1％/℃。7.如权利要求1至6任一项所述的永磁磁滞阻尼器，其特征在于，所述多个定子永磁体在背铁上沿圆周等间距排布，两块定子相向放置，在空间形成N/S交替分布的轴向磁场或圆周方向磁场。8.如权利要求1所述的永磁磁滞阻尼器，其特征在于，磁滞转子距离两定子的气隙相同。9.如权利要求1所述的永磁磁滞阻尼器，其特征在于，当空间磁场沿轴向时，所述永磁磁滞阻尼器输出力矩最小；当空间磁场为圆周方向时，所述永磁磁滞阻尼器输出力矩最大。2CN116025655A说明书1/4页一种高工作稳定性的轴向磁通永磁磁滞阻尼器技术领域[0001]本发明属于永磁磁滞阻尼器领域，更具体地，涉及一种高工作稳定性的轴向磁通永磁磁滞阻尼器。背景技术[0002]永磁磁滞阻尼器(PMHD)是绕线机在绕线时产生可调性张力的关键部件，使线在绕制时带有适宜的张力，从而使绕制的线圈松紧适宜，紧固饱满，保证线圈技术指标的一致性。它具有无需外部电源，功率密度高，输出力矩可调且与转速无关等优点，适用于苛刻且恶劣的绕线环境。目前，永磁磁滞阻尼器广泛用于纺织和绕组生产中。[0003]永磁磁滞阻尼器是线圈绕制过程中的关键零件，其原理是将铁氧体永磁环沿轴向充磁为N/S极交替排布，永磁环一侧固定在背铁上，两者组成定子。两块定子镜像放置，定子间会形成较强的交变磁场。转子为矫顽力较小的永磁材料，转子放置在两定子之间，距离两定子气隙相同。当两定子为N极对S极时，空间磁场沿轴向，磁通密度最小，转子输出的力矩最小。当两定子为N极对N极时，空间磁场沿圆周方向，磁通密度最大，转子输出的力矩最大。然而，环形铁氧体剩磁小且充磁体积占总体积比例低，在空间中产生的磁场大小有限。因此永磁磁滞阻尼器的定子厚度大，转子厚度小，且定子和转子间的气隙非常小，这使得其在长期工作时，定转子极容易吸附，使用寿命短。同时，铁氧体剩磁温度系数高，在永磁磁滞阻尼器长时间工作发热后，定转子温升严重，输出力矩大幅下降。在长时间大力矩的工作环境下，永磁磁滞阻尼器的输出力矩稳定性很低。发明内容[0004]针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种高工作稳定性的轴向磁通永磁磁滞阻尼器，旨在解决现有永磁磁滞阻尼器输出力矩稳定性很低的问题。[0005]为实现上述目的，本发明提供了一种高工作稳定性的轴向磁通永磁磁滞阻尼器，所述永磁磁滞阻尼器包括：上下两镜像放置的定子、磁滞转子和转轴；[