一種電磁懸浮能量回收式支承制動系統的製作方法

2024-03-10 01:03:15

本發明涉及磁懸浮技術及電磁製動技術，具體是一種電磁懸浮能量回收式支承制動系統。

背景技術：

目前的各電機設備還在使用傳統的機械接觸式軸承，在傳統電機中，由於技術和結構的限制，民用和大部工業，醫學，科研和軍事領域，電機的輸出速度達到萬轉級的程度，輸出扭矩也沒有到達相對較高的數值。而新型電機設備在新技術，新結構和更好的加工精度的支持下，速度正逐步超過傳統範疇，傳統軸承正是限制了電磁類發動機的進一步提速的主要因素之一，而一些能夠承受較高轉速和扭矩的靜壓軸承液壓軸承，由於其嬌貴的環境要求和體積問題，通用性很差，並且對於新型電機來說，也還是遠遠不夠。並且，由於在傳統設計中，軸承和制動系統並不為一體，同時以消耗能源將動能裝換為熱能的方式進行制動，在體積和節能上都有一定限制。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術中存在的不足，本發明公開了一種電磁懸浮能量回收式支承制動系統，該系統利用磁懸浮原理給軸類迴轉零件提供一個代替軸承的支撐力，併到達相同的自由度限制要求，同時可以實現以發電形式而進行限制速度的能量回收式電機制動，並利用電磁鐵通電和反接實現反接制動和電磁摩擦制動。

實現本發明目的的技術方案是：

一種電磁懸浮能量回收式支承制動系統，包括外軸套和設置在外軸套內的內軸套、矽鋼環、鐵芯及外軸套，內軸套一端通過軸向套盤與軸向磁塊相連，另一端與矽鋼環相連，矽鋼環與鐵芯相連，在鐵芯內分別均勻交替設有磁鋼插塊、鋼插片、磁塊和線圈，鐵芯另一端與制動套盤、制動電磁鐵相連。

所述內軸套左端通過軸向矽鋼環與軸向套盤相連，軸向磁塊設置在軸向套盤上。

所述矽鋼環通過矽鋼套與鐵芯相連。

所述鐵芯通過軸向線圈和軸向鐵芯與制動套盤、制動電磁鐵相連。

本發明的有益效果是：可以提供一個無摩擦的支承，通過電機性能，斷電運作可以拋棄輔助軸承，整合制動與能量回收，優化體積和有更好的空間結構，同時更加節能，受力大小可控有很好的通用性，在惡劣環境下也可以使用。

附圖說明

圖1為本發明發明的結構示意圖。

圖中：1.內軸套，2.矽鋼環，3.矽鋼套，4.鐵芯，5.磁鋼插塊，6.鋼插片，7.磁塊，8.線圈，9.外軸套，10.軸向套盤，11.軸向磁塊，12.軸向鐵芯，13.軸向矽鋼環，14.軸向線圈，15.制動套盤，16.制動電磁鐵。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的說明。

實施例：

參照圖1，一種電磁懸浮能量回收式支承制動系統，由內軸套1、矽鋼環2、矽鋼套3、鐵芯4、磁鋼插塊5、鋼插片6、磁塊7、線圈8、外軸套9、軸向套盤10、軸向磁塊11、軸向鐵芯12、軸向矽鋼環13、軸向線圈14、制動套盤15和制動電磁鐵16構成，

內軸套1左端通過軸向矽鋼環13與軸向套盤10相連，軸向磁塊11設置在軸向套盤10上；內軸套1的右端與矽鋼環2相連，矽鋼環2通過矽鋼套3與鐵芯4相連，在鐵芯4內分別均勻交替設有磁鋼插塊5、鋼插片6、磁塊7和線圈8，配合同軸型設計提供均勻穩定可調（通過改編電磁鐵的電流大小）的徑向支撐力，限制其縱向面2個方向的移動和2個旋轉自由度，並且利用間隔交替使用不同的軟磁性和硬磁性新材料可以實現任何時候受力都是均勻的，同時硬磁性材料在每一次通電以後都會磁化，在結合永磁零件，可以達到斷電依然可以使用的特點；鐵芯4右端通過軸向線圈14和軸向鐵芯12與制動套盤15、制動電磁鐵16相連，制動電磁鐵16設置在制動套盤15上，與單片機連接，電磁鐵16受到單片機控制電流，而單片機接收位置傳感器（如霍爾傳感器）信號進行電流分配，實現位置精度控制。軸向套盤10和制動套盤15用於限制零件位置和保護以及一定程度的密封；軸向上利用軸向磁塊11提供一個軸向移動的次要的強制，完成無自由度的限制，並且軸向磁塊11在一般情況下可以實現發電限速（電磁鐵平時吸附在後面的制動電磁鐵上，工作時制動電磁鐵斷電），在通電後吸附在轉子上實現電磁摩擦制動。外軸套9用於定位與保護。

本發明利用電磁懸浮技術提供一個圓周浮力，創造一個摩擦力可以忽略不計的運動空間同時限制其5個需要限制的自由度，利用傳感器對軸的位置精度檢測同時控制電磁鐵的電流大小進而可以保證軸的位置精度。並且利用電磁鐵實現反接制動和電池摩擦制動。而永磁部分可保證在非工作斷電的情況下，依然可以保持其機械特性和基礎使用要求。同時，制動和限速而產生的感應電流可以回收並再次利用。