面向空间主动隔振用的二维电磁激励器的利记博彩app

本发明属于电磁激励器技术领域，具体涉及一种面向空间主动隔振用的二维电磁激励器。

背景技术：

电磁激励器是空间磁悬浮主动隔振系统的关键部件。目前常用的激励器主要包括磁悬浮式和接触式两种。其工作原理为：使用磁铁在区域内形成稳定的磁场，激励器线圈通过接入电流使其在该磁场中受力，通过控制线圈中的电流来控制磁铁与线圈之间的相互作用力。

传统的电磁激励器主要是一维电磁激励器，只能同时控制唯一方向的力，使得磁悬浮主动隔振系统的重量、空间占用率以及复杂性都较大。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种面向空间主动隔振用的二维电磁激励器，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种面向空间主动隔振用的二维电磁激励器，包括磁铁组件以及线圈组件；

所述磁铁组件包括u型磁轭(1)、第1磁铁(2)和第2磁铁(3)；所述u型磁轭(1)的两个侧臂的顶端各固定安装所述第1磁铁(2)和所述第2磁铁(3)，并且，所述第1磁铁(2)和所述第2磁铁(3)采用异性磁极相向设置的布置方式；所述第1磁铁(2)指向所述第2磁铁(3)的方向定义为x轴方向，由此建立xyz直角坐标系；所述第1磁铁(2)到所述第2磁铁(3)之间的投影区域称为磁场集中区域；

所述线圈组件包括正交设置的第1组线圈(4)和第2组线圈(5)；其中，所述第1组线圈(4)包括串联设置的第1-1线圈(4.1)和第1-2线圈(4.2)；所述第1-1线圈(4.1)和所述第1-2线圈(4.2)均布置于z平面中，所述第1-1线圈(4.1)布置于所述第1-2线圈(4.2)的下面，其电流走向为：沿所述第1-1线圈(4.1)的进线线缆进入电流，电流按由内向外逐渐扩大的逆时针方式流过所述第1-1线圈(4.1)，然后，从所述第1-1线圈(4.1)的出线端流出的电流，再按由外向内逐渐缩小的顺时针方式流过所述第1-2线圈(4.2)，最终从所述第1-2线圈(4.2)的出线端流出，采用此种方式，所述第1-1线圈(4.1)的上半部分和所述第1-2线圈(4.2)的下半部分所围成的区域为第1工作区域(6)，流经所述第1工作区域(6)的电流流向均相同，为y轴正方向；

所述第2组线圈(5)包括串联设置的第2-1线圈(5.1)和第2-2线圈(5.2)；所述第2-1线圈(5.1)和所述第2-2线圈(5.2)同样布置于z平面中，且紧靠在所述第1组线圈(4)的背面，所述第2-1线圈(5.1)布置于所述第2-2线圈(5.2)的左侧，其电流走向为：沿所述第2-1线圈(5.1)的进线线缆进入电流，电流按由内向外逐渐扩大的逆时针方式流过所述第2-1线圈(5.1)，然后，从所述第2-1线圈(5.1)的出线端流出的电流，再按由外向内逐渐缩小的顺时针方式流过所述第2-2线圈(5.2)，最终从所述第2-2线圈(5.2)的出线端流出，采用此种方式，所述第2-1线圈(5.1)的右半部分和所述第2-2线圈(5.2)的左半部分所围成的区域为第2工作区域(7)，流经所述第2工作区域(7)的电流流向均相同，为z轴正方向；

所述第1组线圈(4)的第1工作区域(6)和所述第2组线圈(5)的第2工作区域(7)相同，均大于所述磁场集中区域；

将所述线圈组件固定到所述第1磁铁(2)和所述第2磁铁(3)之间的区域，并使所述磁场集中区域内的磁力线穿过所述第1工作区域(6)和所述第2工作区域(7)，因此，第1组线圈(4)通电后在磁场中受力为f1，第2组线圈(5)通电后在磁场中受力为f2，f1和f2互相垂直，f1和f2所形成的平面垂直于磁场方向。

优选的，所述第1工作区域(6)和所述第2工作区域(7)为所述磁场集中区域向外扩充10mm形成的区域。

优选的，所述第1组线圈(4)和所述第2组线圈(5)相背紧贴后，两侧分别采用第1线毂(8)和第2线毂(9)夹持固定；所述第1线毂(8)和所述第2线毂(9)的底部两侧分别设置第1线毂支架(10)和第2线毂支架(11)支撑固定。

优选的，所述第1组线圈(4)和所述第2组线圈(5)分别由独立的电路控制流经线圈的电流方向、电流大小以及电流的开关状态。

本发明提供的面向空间主动隔振用的二维电磁激励器具有以下优点：

磁铁组件采用u型组件，而线圈组件采用紧密贴合的第1组线圈和第2组线圈，并置于u型磁铁组件产生的磁场之间，因此，二维线圈的构型使得系统可以同时产生两个方向的力，结构紧凑，减小了激励器系统在隔振系统中的空间占用率，可以更加高效的控制。

附图说明

图1为本发明提供的二维电磁激励器的整体结构图；

图2为本发明提供的第1组线圈和第2组线圈的正交构型布置图；

图3为本发明提供的第1组线圈和第2组线圈的正交构型中第1工作区域的示意图；

图4为本发明提供的第1组线圈的绕线原理图；

图5为本发明提供的第2组线圈的绕线原理图；

图6为本发明提供的第2组线圈的绕线截面图；

图7为二维电磁激励器产生的两个正交方向的力的示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种面向空间主动隔振用的二维电磁激励器，尤其适合服务于空间磁悬浮主动隔振系统，可以同时控制两个正交方向的力，而且，还具有占用空间小、重量小以及复杂度低等优点。

参考图1和图2，二维电磁激励器包括磁铁组件以及线圈组件；

磁铁组件为u型组件，包括u型磁轭1、第1磁铁2和第2磁铁3；u型磁轭1的两个侧臂的顶端各固定安装第1磁铁2和第2磁铁3，并且，第1磁铁2和第2磁铁3采用异性磁极相向设置的布置方式；第1磁铁2指向第2磁铁3的方向定义为x轴方向，由此建立xyz直角坐标系；第1磁铁2到第2磁铁3之间的投影区域称为磁场集中区域；

线圈组件的核心由两组线圈组成，每组具有两片串联的线圈。两组线圈依据电流方向为正交放置，两侧由两块线毂夹持，每组线圈由独立的电路控制，此外，线圈组件上还有固定线圈以及防护使用的u型架，支座等辅助部件。另外，发明人对每组线圈的绕线方式进行了特殊设计，具体设计原理参考下面描述。

线圈组件包括正交设置的第1组线圈4和第2组线圈5；第1组线圈4和第2组线圈5为两组正交线圈，相互紧邻，以前后位置安装，安装方式可以为：第1组线圈4和第2组线圈5相背紧贴后，两侧分别采用第1线毂8和第2线毂9夹持固定；第1线毂8和第2线毂9的底部两侧分别设置第1线毂支架10和第2线毂支架11支撑固定。导线的接入与引出采用在线毂上开槽的方式进行引线，以避免在线毂正面设计出线孔。线圈层与层之间的线圈数量是一致的，避免了传统缝隙间布线带来的各层间线圈数量不一致的问题。线毂支架采用模块化设计，通过设计多种不同构型的支架，预留多种电接插件接口，可以保证在多位置连接多种电接插件。此外，线毂材料采用导热良好的铝合金材料，有助于增强散热，降低线圈的发热温度。因此，在磁场范围内有两根电流方向互相垂直的导线族，达到了两组线圈同时通电情况下，激励器产生两个方向的力的要求。

参考图4，第1组线圈4包括串联设置的第1-1线圈4.1和第1-2线圈4.2；第1-1线圈4.1和第1-2线圈4.2均布置于z平面中，第1-1线圈4.1布置于第1-2线圈4.2的下面，其电流走向为：沿第1-1线圈4.1的进线线缆进入电流，电流按由内向外逐渐扩大的逆时针方式流过第1-1线圈4.1，然后，从第1-1线圈4.1的出线端流出的电流，再按由外向内逐渐缩小的顺时针方式流过第1-2线圈4.2，最终从第1-2线圈4.2的出线端流出，采用此种方式，第1-1线圈4.1的上半部分和第1-2线圈4.2的下半部分所围成的区域为第1工作区域6，流经第1工作区域6的电流流向均相同，为y轴正方向。在图4中，12代表进线端；13代表出线端；14代表焊点；15代表绕线凸台。第1组线圈采用上述绕线方式，优点为：(1)如图4所示，串联第1-1线圈4.1和第1-2线圈4.2后，第1工作区域6位于整组线圈的中心位置，更容易布置于u型磁铁组件中，充分利用u型磁铁组件的空间，实现紧凑的结构设计。(2)流经第1工作区域6的电流流向均相同，为y轴正方向，因此，将其布置于u型磁铁组件中时，根据左手定则，产生沿z轴方向的磁力。需要强调的是，当将第1组线圈布置于u型磁铁组件中时，u型磁铁组件的两个磁铁之间的区域为磁场集中区域，其磁场强度比较大，第1工作区域6的面积大于磁场集中区域的截面，因此，第1工作区域6的线圈通过电流后，会产生较大的磁力。对于第1-1线圈4.1，其工作区域为图4中的区域d。而对于第1组线圈的非工作区域，一方面，其位于磁场集中区域的外部，因此，产生的磁力非常小，对所需目标磁力的影响可忽略。例如，对于图4中的非工作区域a，其对目标磁力的影响可忽略。另一方面，对于图4中的非工作区域c和非工作区域b，其产生两个相反方向大小相同的磁力，因此，相互之间抵消，也同样不会对目标磁力产生影响。因此，采用上述特殊绕线方式，更为有效的利用了u型磁场，保证了工作区域内的所有导线通过的电流为相同方向，从而产生所需方向和大小的磁力。

第2组线圈的绕线方式与第1组线圈相同，区别仅在于第2组线圈中的两个线圈的布置方式。具体的，参考图5，第2组线圈5包括串联设置的第2-1线圈5.1和第2-2线圈5.2；第2-1线圈5.1和第2-2线圈5.2同样布置于z平面中，且紧靠在第1组线圈4的背面，第2-1线圈5.1布置于第2-2线圈5.2的左侧，其电流走向为：沿第2-1线圈5.1的进线线缆进入电流，电流按由内向外逐渐扩大的逆时针方式流过第2-1线圈5.1，然后，从第2-1线圈5.1的出线端流出的电流，再按由外向内逐渐缩小的顺时针方式流过第2-2线圈5.2，最终从第2-2线圈5.2的出线端流出，采用此种方式，第2-1线圈5.1的右半部分和第2-2线圈5.2的左半部分所围成的区域为第2工作区域7，流经第2工作区域7的电流流向均相同，为z轴正方向；

第1组线圈4的第1工作区域6和第2组线圈5的第2工作区域7相同，均大于磁场集中区域；实际应用中，第1工作区域6和第2工作区域7为磁场集中区域向外扩充10mm形成的区域。将线圈组件固定到第1磁铁2和第2磁铁3之间的区域，并使磁场集中区域内的磁力线穿过第1工作区域6和第2工作区域7，因此，第1组线圈4通电后在磁场中受力为f1，第2组线圈5通电后在磁场中受力为f2，f1和f2互相垂直，f1和f2所形成的平面垂直于磁场方向。参考图7，为磁力方向示意图。

本发明提供的一种面向空间主动隔振用的二维电磁激励器，安装过程为：首先固定线圈组件，再将磁铁组件摆放到位，线圈组件和磁铁组件之间没有物理连接，可以自由浮动。

设计理念：电磁激励器的基本原理方面，由于洛伦兹力原理，其使用永磁体产生稳定磁场，该磁场对其中的通电导线产生作用力，因激励器为二维电磁激励器，其磁路间相互影响可以通过采用相对一维激励器较少的激励器数量与较大的激励器间间距而减小，所以激励器选用洛伦兹力原理。

工作模式包括两种：视工作要求决定对两组线圈分别或同时通电。分别通电时，其作用相当于一维电磁激励器；同时通电时，两组线圈分别在磁场中受力，且两力互相垂直，这两力的平面垂直于磁场方向。继而可以通过控制两组线圈上电流的大小来同时控制两个方向的力。

下面介绍本发明提供的二维电磁激励器的一种具体使用场景：安装到磁悬浮主动隔振装置中，其中，磁铁与浮子固定，线圈与定子固定，因此，同时产生的两个正交力可以用来产生对磁铁的作用力，使得在闭环控制作用下，让磁铁所依附的物体调整位置姿态以及运动的速度和加速度，另外，由于定子和浮子之间会发生振动，因此，磁铁和线圈的相对位置也会发生改变，这也是本发明定义的工作区域为磁场集中区域外扩一定距离的原因，可以使当磁铁和线圈的相对位置发生改变时，磁场集中区域的投影不会移到工作区域的外面。

本发明提供的面向空间主动隔振用的二维电磁激励器具有以下优点：

(1)二维电磁激励器以非接触的方式产生力，减少了线缆等对线圈组件和磁铁组件的干扰作用；

(2)磁铁组件采用u型组件，而线圈组件采用紧密贴合的第1组线圈和第2组线圈，并置于u型磁铁组件产生的磁场之间，因此，二维线圈的构型使得系统可以同时产生两个方向的力，结构紧凑，减小了激励器系统在隔振系统中的空间占用率，可以更加高效的控制。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。