二铁芯14’、η个第二电磁线圈12’和η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，η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。
[0056]图7为实施例二磁体圆盘的永磁体和电磁体排布图。沿圆周布置在第一背铁17表面的η块第一铁芯14、η个第一电磁线圈12和η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。
[0057]图8为沿永磁体13切开的剖面图，即沿A-A切开，装置中可看到的磁体均为第一永磁体13;图9为沿电磁线圈12切开的剖面图，即沿B-B切开，装置中可看到的磁体均为第一电磁线圈12和第一铁芯14构成的电磁体。
[0058]以铝或铜等非导磁材料制作的金属圆盘11为例，这时情况下，所述的第一磁体圆盘1表面上的η个永磁体在轴线方向上与第二磁体圆盘10’表面上的η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η个电磁体在轴线方向上与第二磁体圆盘10’表面上的η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。
[0059]图10是在电磁线圈不通电情况下永磁体产生的磁力线100分布；图11是在电磁线圈中通正向电，电磁线圈磁场与永磁体磁场一致的情况下永磁体产生的磁力线100和电磁体产生的磁力线200分布；图12是在电磁线圈中通反向电，电磁线圈磁场与永磁体磁场相反的情况下磁力线100和200的分布。
[0000]图13是电磁线圈未通电时永磁体产生中的磁力线100的分布。金属圆盘11是钢铁等导磁材料时，这种情况下所述的第一磁体圆盘10表面上的η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η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η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η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。
[0061]当运动物体处于需要制动或处于不需要制动的阶段，实施例二的动作机理与实施例一相似。
[0062]图14是可旋转金属圆盘11为圆盘面不开槽的整体型圆形结构图，图15是金属圆盘11带梯形槽21结构图，也可如图16所示在薄金属圆盘11表面开方形槽22，或梨形槽或其他形状的槽型。
【主权项】
1.一种永磁电磁复合盘式祸流制动装置，包括两面磁体圆盘(10，10’)、一面金属圆盘(11)和传动轴(16)，两面磁体圆盘(10，10’)并行固定在静止设备上，金属圆盘(11)固定在传动轴(16)上、平行安装在两面磁体圆盘(10，10’)的中间、并与两面磁体圆盘(10，10’)同轴安装，传动轴(16)通过第一轴承(15)和第二轴承(15’)支撑在两面磁体圆盘(10，10’)上，其特征在于:每面磁体圆盘(I O，1 ’)上布置有由永磁体(13)和电磁线圈(I 2)复合而成的m个复合磁极，m个复合磁极沿磁体圆盘圆周等间隔均匀布置，m为偶数;在轴线方向，两面磁体圆盘(10，10’)上的复合磁极两两相对，通过调节电磁体线圈中电流的大小和方向，改变金属圆盘(11)所在位置处的磁场大小，从而改变金属圆盘(11)与两面磁体圆盘(10，1 ’)之间有相对运动时产生的相互作用力矩的大小。2.根据权利要求1所述的永磁电磁复合盘式涡流制动装置，其特征在于:每一面所述的磁体圆盘由圆盘型背铁、沿圆周布置并固定在背铁表面的m块铁芯、m个电磁线圈和m个永磁体组成;永磁体贴在铁芯的表面，电磁线圈套在铁芯和永磁体的外侧，形成永磁电磁复合磁极;永磁体轴向充磁，相邻永磁体的极性相反，m个电磁线圈串联连接，相邻电磁线圈绕向相反，电磁线圈流过的直流电流大小和方向通过外部电源调节。3.根据权利要求1所述的永磁电磁复合盘式涡流制动装置，其特征在于:所述的金属圆盘(11)为铝或铜等非导磁材料制作时，所述的两面磁体圆盘(10，10’)面上的m个复合磁极在轴线方向复合磁极与复合磁极两两相对、极性相反;第一磁体圆盘(10)上的磁体产生的磁力线通过第一磁体圆盘(10)、第一磁体圆盘(10)与金属圆盘(11)之间的第一间隙(26)、金属圆盘(11)、第一磁体圆盘(10)与金属圆盘(11)之间的第二间隙(27)，再穿过另一侧的第二磁体圆盘(10’)形成闭合回路。4.根据权利要求1所述的永磁电磁复合盘式涡流制动装置，其特征在于:所述的金属圆盘(11)为导磁的钢铁材料制作时，所述的两面磁体圆盘(10，10’)上的m个复合磁极在轴线方向复合磁极与复合磁极两两相对、极性相同；第一磁体圆盘(1)上的复合磁极产生的磁力线通过第一磁体圆盘(10)、第一磁体圆盘(10)与金属圆盘(11)之间的第一间隙(26)，以及金属圆盘(11)，在金属圆盘(11)内沿圆周方向返回第一磁体圆盘(10)形成闭合回路。5.根据权利要求1所述的永磁电磁复合盘式涡流制动装置，其特征在于:当需要提高制动力矩时，在电磁线圈(12)中通入电流，使其产生的磁场方向与永磁体(13)产生的磁场方向一致；当需要减小制动力矩时，在电磁线圈(12)中通入电流，使其产生的磁场方向与永磁体(13)产生的磁场方向相反；当不需要制动力矩时，在电磁线圈(12)中通入电流，使其产生的磁场方向与永磁体(13)产生的磁场方向相反、大小相等。6.根据权利要求1所述的永磁电磁复合盘式涡流制动装置，其特征在于:所述的金属圆盘(11)为圆盘面不开槽的整体型圆形金属盘，或者在金属圆盘(11)表面开大小形状相同、沿金属圆盘(I I)表面均匀分布的槽;所述槽的槽型为楔形槽或方形槽或梨形槽，槽的数量为整数。7.根据权利要求1所述的永磁电磁复合盘式涡流制动装置，其特征在于:每一面磁体圆盘(10)由圆盘型背铁(17)、沿圆周方向间隔布置轴向充磁的η个永磁体(13)和η个电磁线圈(12)组成，η为偶数;相邻的永磁体(13)极性相同，当需要提高制动力矩时，电磁线圈(12)与相邻的永磁体(13)极性相反，当需要减小制动力矩时，电磁线圈(12)与相邻的永磁体(13)极性相同，电磁线圈(12)套在铁芯(14)外侧形成电磁体，η个电磁线圈(12)串联连接，相邻 电磁线圈(12)绕向相同，电磁线圈(12)通入大小可调的直流电。
【专利摘要】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。
【IPC分类】H02K49/10, H02K49/04
【公开号】CN105591523
【申请号】CN201610012001
【发明人】史黎明, 王培龙, 董桂丽, 杜玉梅, 李耀华
【申请人】中国科学院电工研究所
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年1月8日