[发明专利]永磁电磁复合盘式涡流制动装置

摘要

一种永磁电磁复合盘式涡流制动装置，包括两面磁体圆盘、一面金属圆盘和传动轴，两面磁体圆盘并行固定在静止设备上，金属圆盘固定在传动轴上，平行安装在两面磁体圆盘的中间，并与两面磁体圆盘同轴安装，传动轴通过轴承支撑在两面磁体圆盘上，每面磁体圆盘上沿圆周布置由永磁体和电磁体复合而成的m个复合磁极，m为偶数，两面磁体圆盘上的m个复合磁极在轴线方向上两两相对，通过调节电磁体线圈中电流的大小和方向改变两面磁体圆盘之间金属圆盘位置处磁场大小。当金属圆盘与磁体圆盘产生相对运动时，在金属圆盘中产生涡流，进而产生相互作用，实现金属圆盘和与之连接的传动轴以及运动体的快速制动。本制动装置适用于高速运动体的快速制动。

主权项

1.一种永磁电磁复合盘式涡流制动装置，包括两面磁体圆盘(10、10’)，一面金属圆盘(11)和传动轴，其特征在于：两面磁体圆盘(10、10’)并行固定在静止设备上；两面磁体圆盘(10、10’)的本体结构相同，对称地放置在金属圆盘两侧，金属圆盘(11)同轴安装在两面磁体圆盘(10、10’)之间，与两面磁体圆盘(10、10’)平行，固定在传动轴上，传动轴通过轴承(15、15’)支撑在两面磁体圆盘(10、10’)上，每面磁体圆盘沿圆周等间隔均匀布置有由永磁体和电磁体复合而成的m个复合磁极，m为偶数，m个复合磁极沿磁体圆盘圆周等间隔均匀布置，在轴线方向上，两面磁体圆盘(10、10’)的复合磁极与复合磁极两两相对；每一面磁体圆盘由圆盘型的第一背铁(17)、沿圆周布置固定在第一背铁(17)表面的m块铁芯(14)、m个第一电磁线圈(12)和m个第一永磁体(13)组成，第一永磁体(13)贴在第一铁芯(14)表面、第一电磁线圈(12)套装在第一铁芯(14)和第一永磁体(13)的外侧，形成永磁电磁复合磁极，第一永磁体(13)轴向充磁，相邻磁极极性相反，套在第一铁芯(14)和第一永磁体(13)外侧的m个第一电磁线圈(12)串联连接，相邻的第一电磁线圈(12)绕向相反，第一电磁线圈(12)通入大小可以调节的直流电，m为偶数；沿圆周布置在第一背铁(17)表面的m块铁芯(14)、m个第一电磁线圈(12)和m个第一永磁体(13)通过第一磁体外骨架(19)和第一磁体内骨架(20)固定，磁体外骨架(19)和磁体内骨架(20)均为圆环状结构，第一电磁线圈和第一永磁体被圆环状的磁体外骨架(19)和磁体内骨架(20)箍紧在中间，相邻的永磁体(13)极性相反，第一电磁线圈(12)套在第一永磁体(13)和第一铁芯(14)的外侧，m个第一电磁线圈(12)串联连接，相邻的第一电磁线圈(12)绕向相反，与永磁体(13)共同构成复合磁极；金属圆盘(11)是非导磁材料，这种情况下，所述的两面磁体圆盘(10和10’)上的m个复合磁极在轴线方向上复合磁极与复合磁极两两相对、极性相反，第一磁体圆盘(10)上的复合磁极产生的磁力线通过第一磁体圆盘(10)、第一间隙(26)、金属圆盘(11)、第二间隙(27)，再穿过另一侧的第二磁体圆盘(10’)，形成闭合回路，在电磁体不通电情况下，磁力线仅由永磁体产生；或者金属圆盘(11)是导磁材料，这种情况下所述的两面磁体圆盘(10’、10)上的m个复合磁极在轴线方向上复合磁极与复合磁极两两相对、极性相同，第一永磁体(13)和第二永磁体(13’)产生的磁力线(100)通过第一磁体圆盘(10)、第一间隙(26)、金属圆盘(11)，在金属园盘(11)内沿圆周方向返回形成闭合回路；当运动物体处于不需要制动阶段时，传动轴(16)通过传动机构与运动体断开连接，传动轴(16)和金属圆盘(11)处于静止状态，如果传动轴(16)不能与运动体断开连接，可在电磁线圈(12)中通入电流，使其产生的磁场方向与永磁体产生的磁场方向相反、大小相等，间隙中永磁体产生的磁场和电磁体产生的磁场相互抵消，对所述的金属圆盘不产生制动力矩；当运动物体处于需要制动阶段时，传动轴(16)与运动体通过绳索或齿轮等传动机构连接，运动体带动传动轴(16)和金属圆盘(11)高速运动，与第一磁体圆盘(10)产生相对运动，切割磁力线产生制动力矩，根据需要的制动力矩大小调整所述的电磁线圈(12)的中电流的大小和方向，当需要提高制动力矩时，在电磁线圈(12)中通入直流电流，使其产生的磁场(200)的方向与所述的第一永磁体(13)产生的磁场(100)方向一致，提高金属圆盘(11)所在位置的磁场强度，增强涡流制动力矩；当需要减小制动力矩时，在电磁线圈(12)中通入直流电流使其产生的磁场(200)方向与永磁体产生的磁场(100)方向相反，减少金属圆盘(11)所在位置的磁场强度，减弱涡流制动力矩；第二电磁线圈(12’)位于第二磁体圆盘(10’)上，其在第二磁体圆盘(10’)中的位置与第一电磁线圈(12)在第一磁体圆盘(10)中的位置相同，第二电磁线圈(12’)在需要制动阶段或不需要制动阶段时通入直流电流的动作机理与第一电磁线圈(12)相同；或者永磁电磁复合盘式涡流制动装置由两面磁体圆盘(10、10’)、金属圆盘(11)和传动轴(16)组成，磁体圆盘(10)由圆盘型的第一背铁(17)、沿圆周布置固定在第一背铁(17)表面的n块第一铁芯(14)、n个第一电磁线圈(12)和n个第一永磁体(13)组成，第一电磁线圈(12)套在第一铁芯(14)外侧形成电磁极，n个第一电磁线圈(12)串联连接，所有第一电磁线圈(12)的绕向相同，第一永磁体(13)轴向充磁、极性相同排布，第一永磁体(13)与第一铁芯(14)间隔布置，第二磁体圆盘(10’)与所述的第一磁体圆盘(10)的组成相同，磁体圆盘(10’)由圆盘型的第二背铁(17’)、沿圆周布置固定在第二背铁(17’)表面的n块第二铁芯(14’)、n个第二电磁线圈(12’)和n个第二永磁体(13’)组成，第二电磁线圈(12’)套在第二铁芯(14’)外侧形成电磁极，n个第二电磁线圈(12’)串联连接，所有第二电磁线圈(12’)的绕向相同，第二永磁体(13’)轴向充磁、极性相同排布，第二永磁体(13’)与第二铁芯(14’)间隔布置；沿圆周布置在第一背铁(17)表面的n块第一铁芯(14)、n个第一电磁线圈(12)和n个第一永磁体(13)通过磁体外骨架(19)和磁体内骨架(20)固定，磁体外骨架(19)和磁体内骨架(20)均为圆环状结构，第一电磁线圈和第一永磁体被圆环状的磁体外骨架(19)和磁体内骨架(20)箍紧在中间，第一电磁线圈(12)绕在第一铁芯(14)的外侧，根据第一电磁线圈(12)中通过直流电流方向变化，第一电磁线圈(12)和第一铁芯(14)构成的电磁极呈现N极或者S极；金属圆盘(11)为非导磁材料时，这时情况下，所述的第一磁体圆盘(10)表面上的n个永磁体在轴线方向上与第二磁体圆盘(10’)表面上的n个永磁体，两两相对、极性相反；所述的第一磁体圆盘(10)表面上的n个电磁体在轴线方向上与第二磁体圆盘(10’)表面上的n个电磁体，两两相对、极性相反，第一磁体圆盘(10)上的永磁体产生的磁力线通过第一永磁体(13)、第一间隙(26)、金属圆盘(11)、第二间隙(27)、再穿过另一侧的第二永磁体(13’)、第二背铁(17’)、第二铁芯(14’)返回第一磁体圆盘(10)，形成闭合回路；金属圆盘(11)是导磁材料时，这种情况下所述的第一磁体圆盘(10)表面上的n个第一永磁体(13)在轴线方向上与第二磁体圆盘(10’)表面上的n个第二永磁体(13’)磁极与磁极两两相对、极性相同；这种情况下所述的第一磁体圆盘(10)表面上的n个第一电磁线圈(12)在轴线方向上与第二磁体圆盘(10’)表面上的n个第二电磁线圈(12’)磁极与磁极两两相对、极性相同，所述的第一磁体圆盘(10)上的永磁体产生的磁力线通过第一永磁体(13)、第一间隙(26)、金属圆盘(11)，磁力线轴向在金属圆盘(11)内返回第一磁体圆盘(10)，形成闭合回路。