[发明专利]一种一体化的双转子丝杠机电惯容器

说明书

技术领域

本发明涉及惯容器，尤其涉及一种一体化的双转子丝杠机电惯容器。

背景技术

惯容器是近年来提出的一种具有两个端子的机械惯性元件，其广泛应用于隔振技术领域，如悬架、建筑物防震及吸收动力机械振动等方向。在机电比拟理论中，惯容器可与电路网络中的电容器完全类似，从而可以用电路网络综合的理论方法来指导机械网络的设计。在机械网络综合中，惯容器可以替代质量块的作用而完全相似于电路网络综合里的电容器。惯容器所模拟的“虚质量”称为惯质系数，惯质系数与惯容器真实质量之比称为惯质比。目前，人们已设计出了多种形式和结构的惯容器，如齿轮齿条惯容器，滚珠丝杠惯容器，液压惯容器等。这些实现方式中，其惯质系数是通过飞轮质量来实现的。因此，其增大惯质系数的方法，一方面是增加飞轮的质量，另一方面是增加传动机构的放大系数，如齿轮齿条惯容器可以增大齿轮传动比，滚珠丝杠惯容器可减小丝杠导程。这两种途径都需要增加惯容器自身的重量，而不利于惯质比的提高。增大传动机构放大系数也放大了惯容器的非线性因素，影响惯容器性能。

为解决上述技术问题，现有技术公开了一种采用螺母平动推动丝杠轴旋转进而带动电机旋转的方式，通过将机械惯容器中的飞轮换成电机，并在电机电枢中串联负阻抗变换器和大容值电容器的方法，有效提高了惯容器的惯质系数和惯质比。但存在以下问题：

（1）惯容器中电机定子部分不旋转，定子部分的实际质量不能作为虚质量，不利于惯容器进一步提高惯质比。

（2）采用丝杠旋转带动电机转子旋转的方式，由于丝杠旋转半径小，相同质量下转动惯量小，不利于提高惯质比。

（3）采用滚珠丝杠副与电机串联的形式，结构复杂，不便于安装和使用，难以小型化、一体化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种提高惯容器性能及稳定性、结构紧凑的双转子丝杠机电惯容器。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种一体化的双转子丝杠机电惯容器，包括反向双螺旋丝杠轴、外转子组件、内转子组件、电枢绕组、永磁体及与所述电枢绕组连接的电枢控制电路，所述电枢绕组及永磁体分设于外转子组件、内转子组件上，所述反向双螺旋丝杠轴包括旋向相反的正旋段及反旋段，所述内转子组件及外转子组件分别与正旋段及反旋段螺纹配合，所述外转子组件与内转子组件通过推力轴承转动连接；所述反向双螺旋丝杠轴的一端固定连接一活动连接件，所述反向双螺旋丝杠轴另一端滑设于一固定连接件内，所述固定连接件与外转子组件通过推力轴承转动连接，所述反向双螺旋丝杠轴直线运动驱动所述内转子组件及外转子组件沿相反方向旋转，所述电枢绕组在内转子组件及外转子组件相对旋转时产生感应电动势，所述感应电动势作用于电枢控制电路。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述内转子组件包括内转子螺母及内转子，所述电枢绕组安装于内转子上，所述内转子螺母与反向双螺旋丝杠轴螺纹配合，所述内转子安装于所述内转子螺母上，并可随内转子螺母旋转。

所述外转子组件包括外转子螺母及外转子，所述永磁体安装于外转子上，所述外转子螺母与反向双螺旋丝杠轴螺纹配合，所述外转子与外转子螺母固定连接，并可随外转子螺母旋转。

所述永磁体设于所述电枢绕组的侧面或设于所述电枢绕组的外周。

所述电枢控制电路包括串联连接的电容器C及负阻抗变换电路NIC。

所述电枢控制电路包括外部供电接口以及与所述电枢绕组连接的接口。

所述固定连接件上设有沿反向双螺旋丝杠轴轴向布置的止转滑孔，所述反向双螺旋丝杠轴的一端滑设于所述止转滑孔内。

所述反向双螺旋丝杠轴与内转子组件之间设有用于给电枢控制电路供电的滑环组件。

所述推力轴承为双向推力轴承。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明通过双螺纹反向双螺旋丝杠轴带动内转子组件和外转子组件同时旋转，其效果相当于两个滚珠丝杠式惯容器串联，有效增加了旋转部件的质量占比，提高了惯容器效率及惯容器性能；且内转子和外转子同时旋转，使电枢绕组切割磁感线的线速度提高一倍，即将感应电动势提高一倍，提高了惯容器的工作效率。

2、本发明通过反向双螺旋丝杠轴驱动转子组件旋转，使直线运动部件靠近轴线，旋转部件远离轴线，有效增大了旋转部件的转动惯量，进一步提高了惯质比。

3. 本发明反向双螺旋丝杠轴与电枢绕组、永磁体为一体化结构，结构紧凑、安装使用方便，利于工程化和小型化。

附图说明