[实用新型]零功率永磁悬浮磁力驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是零功率永磁悬浮磁力驱动装置，属于机电一体化技术领域。

背景技术

在目前的永磁悬浮系统中，悬浮力是永磁铁通过导磁体来提供的，但是在永磁磁铁做旋转运动的过程中导磁体会对永磁铁产生一定的吸引阻力，使永磁铁在做圆周运动时承受额外的扭矩，为了在不同的情况下保持有效的磁通量，永磁铁需要不断地运动，同时导致伺服电机提供的扭矩要用来抵消这个扭矩，加剧了电机的额外输出，从而影响伺服电机的输出效率。

发明内容

实用新型目的：实用新型提供一种零功率永磁悬浮磁力驱动装置，其目的是解决导磁体对永磁铁产生的加大电机输出负载的扭矩的问题。

技术方案：实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种零功率永磁悬浮磁力驱动装置，其特征在于：该装置包括支撑板、隔磁板、伺服电机、刚性联轴器、主轴、2个径向磁化的永磁磁环、“F”形导磁体和悬浮物；主轴通过联轴器与伺服电机连接；永磁磁环的两侧各设置一个“F”形导磁体；支撑板上设置有一通孔，主轴穿过通孔，在通孔内设置有用来承托主轴的深沟球轴承使得主轴能在通孔内转动；两个永磁磁环设置在穿过支撑板的主轴上并分设在支撑板的前后两面；悬浮物放在导磁体的下方，同时在悬浮物的下方放置限位块，悬浮物通过支撑板侧面的轴承座固定；悬浮物的上方设置一个电涡流传感器，电涡流传感器通过支撑件固定。

在铝制支撑板中加一个隔磁板。隔磁板用来隔绝两个永磁磁环之间的磁性影响。

铝制支撑板为前后两个，在两个铝制支撑板之间加一个隔磁板。

支撑板两侧的两个径向永磁磁环同轴连接且磁极错开90度。

两个永磁磁环的运动由同一伺服电机驱动。

优点效果：

本实用新型提供一种零功率永磁悬浮磁力驱动装置，其涉及的零功率永磁悬浮磁力驱动装置与目前的永磁悬浮结构不同，可以实现伺服电机电机轴上的力矩为零，伺服电机零功率输出。

本实用新型在结构设计方面采用两个永磁磁环对称布置，两个永磁磁环的N极和S极成90度角固定在主轴上，当磁环通过导磁体提供悬浮力时，两个磁环同时受到导磁体给施加的力，达到主轴上的合力矩为零，实现零功率输出，减小电机主轴所承担的负载，达到节约能源的目的。

附图说明：

图1 是本实用新型的结构立体图；

图2为本实用新型的剖视图。

具体实施方式：

如图所示，本实用新型提供一种零功率永磁悬浮磁力驱动装置，该装置包括支撑板4、隔磁板5、伺服电机1、刚性联轴器3、主轴16、2个径向磁化的永磁磁环7、“F”形导磁体6和悬浮物11；主轴16通过联轴器3与伺服电机1连接；永磁磁环7的左右两侧各设置一个“F”形导磁体6；支撑板4上设置有一通孔，主轴16穿过通孔，在通孔内设置有用来承托主轴16的深沟球轴承15使得主轴16能在通孔内转动；两个永磁磁环7设置在穿过支撑板4的主轴16上并分设在支撑板4的前后两面；悬浮物11放在导磁体6的下方，同时在悬浮物11的下方放置限位块17，悬浮物11通过支撑板4侧面的轴承座10固定；悬浮物11的上方设置一个电涡流传感器13，电涡流传感器13通过支撑件12固定。

在铝制支撑板4中加一个隔磁板5。隔磁板5用来隔绝两个永磁磁环7之间的磁性影响。

铝制支撑板4为前后两个，在两个铝制支撑板4之间加一个隔磁板5。本实用新型在结构设计方面采用支撑板4两侧结构对称。

两块支撑板4上的通孔是一起加工出来的，保证了其同轴度精度。

支撑板两侧的两个径向永磁磁环7同轴连接且磁极错开90度。实现主轴上所受的扭矩为零。

两个永磁磁环7的运动由同一伺服电机1驱动。伺服电机连接至伺服单元。

永磁磁环设置在实验台主支撑板的两侧，两个永磁磁环通过六角螺母和垫片固定在主轴上，支撑板上加工出一个通孔用来安放轴承，轴承外圈通过挡圈固定；两块支撑板上的通孔是一起加工出来的，保证了其同轴度精度；悬浮物通过支撑板侧面的轴承座固定，使得悬浮物只能摆动。

电涡流位移传感器，用于监测悬浮物的位置并将其反馈给系统；此外，其位置位于悬浮物的上方，目的是使测量的结果误差更小，计算更加简单。伺服单元接收来自系统的控制信号，生成模拟信号控制量，通过速度方式控制伺服电机的旋转，驱动永磁磁环，达到控制导磁体悬浮力的目的。

综上所述，伺服电机通过联轴器和主轴与永磁磁环联接，实现对永磁磁环运动的控制，同时伺服电机通过固定在支撑板上的电机支架支撑固定；导磁体与主支撑板相连接，固定在永磁磁环两侧，导磁体提供全部的磁悬浮力；悬浮物由两个永磁磁环通过导磁体而悬浮起来，悬浮物下面放有限位块，防止悬浮物掉下来，两个永磁磁环同时起作用，使悬浮物通过轴承座做单摆运动；悬浮物的上方设置一个电涡流传感器，电涡流传感器通过支撑件固定，目的是使测量的结果误差更小，计算更加简单。