一种用于磁流体动量轮的磁路结构的制作方法

本实用新型涉及动量轮领域，尤其是涉及一种用于磁流体动量轮的磁路结构。

背景技术：

动量轮是一种卫星姿态控制系统的执行结构。磁流体动量轮是一种新型的动量轮，它采用导电流体代替机械转子，通过电场和磁场产生洛伦兹力加速封闭环形通道内的导电流体旋转，进而输出转矩。与传统动量轮相比，磁流体动量轮不含移动的固体部件，兼具带宽大、体积小、重量轻、寿命长、抗冲击、高精度等优势，更适用于小卫星的姿态控制。

磁流体动量轮的磁路结构在导电流体所处区域产生磁场，为动量轮提供驱动环境。磁场性能直接关系到动量轮的工作性能，提高磁场强度与均匀性对改善磁流体动量轮的响应速度与非线性误差有重大意义。现有磁流体动量轮的磁路结构由径向充磁的空心柱形永磁体和导磁外壳组成，这种磁路结构的磁场均匀性不好，采用这种磁路结构的磁流体动量轮其非线性误差无法限制在较低水平。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种磁感应强度大、磁场均匀性高的用于磁流体动量轮的磁路结构，以改善磁流体动量轮的响应速度与非线性误差。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于磁流体动量轮的磁路结构，包括由导磁碗和导磁端盖组成的导磁外壳，所述导磁碗内从上到下依次设置有上辅助磁体、主磁体和下辅助磁体，所述主磁体内嵌套有导磁筒，所述导磁碗、上辅助磁体、主磁体、下辅助磁体和导磁筒均为空心圆柱体结构。

进一步的，所述主磁体的充磁方向为径向，所述上辅助磁体和下辅助磁体的充磁方向均为轴向，且所述上辅助磁体和下辅助磁体的充磁方向相反。

进一步的，所述上辅助磁体和下辅助磁体的形状大小相同，且上辅助磁体、下辅助磁体与导磁筒的内径大于所述导磁碗空腔的内径，所述主磁体的外径与所述导磁碗空腔外径相等，所述导磁筒与上辅助磁体、下辅助磁体的内径相等，所述导磁筒的外径与所述主磁体的内径相等，所述上辅助磁体、下辅助磁体的外径大于所述导磁筒的外径。

进一步的，所述导磁碗、导磁端盖、上辅助磁体、下辅助磁体、主磁体和导磁筒之间均通过粘接剂固定。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

本实用新型通过在主磁体内部嵌入高磁导率材料制成的导磁筒，对导电流体所处工作区进行无源匀场，提高了磁场均匀性，有利于降低磁流体动量轮的非线性误差；本实用新型通过引入上、下辅助磁体，增加了整个磁路结构的磁通量，有利于增大平均磁感应强度，降低磁流体动量轮的时间常数，大幅提升其响应速度，磁流体动量轮的工作频带得以扩展；本实用新型中，辅助磁体的充磁方向与主磁体漏磁方向相反，增大了主磁体漏磁通路上的磁阻，有利于减少主磁体端部漏磁，将主磁体产生的磁通限制在工作区域内，增大了永磁体的利用率，实现相同磁场性能时本实用新型所述磁路的永磁体用量较少，有利于降低磁流体动量轮的整机质量，实现小型化生产。

附图说明

图1是本实用新型磁路结构的轴截面结构示意图。

图2是本实用新型磁路结构的俯视剖面图。

图3是本实用新型磁路结构的磁力线分布图。

附图标记：1-导磁外壳，2-上辅助磁体，3-下辅助磁体，4-主磁体，5-导磁筒，6-磁间隙，11-导磁端盖，12-导磁碗

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，为本实用新型实施例所提供的一种用于磁流体动量轮的磁路结构，包括导磁外壳1、上辅助磁体2、下辅助磁体3、主磁体4和导磁筒5，导磁外壳1包括导磁端盖11和导磁碗12，导磁碗12的顶部与导磁端盖11的底部固定连接，上辅助磁体2、主磁体4和下辅助磁体3从上至下依次固定连接于导磁碗12的内部，主磁体4内嵌套有导磁筒5，导磁筒5外壁与主磁体4内壁固定连接；其中，下辅助磁体3与导磁碗12底部固定连接，可选的，导磁碗12与下辅助磁体3通过胶水固定，在本实用新型的其他实施方式中，可根据具体需要采用不同的固定方式。

具体的，导磁碗12和导磁端盖11组成导磁外壳1，形成闭合磁路，保证磁流体动量轮不对外产生任何磁场以致影响其他设备，同时也保证磁流体动量轮不受外界磁场影响，提高了磁流体动量轮的抗干扰能力。

具体的，如图2所示，导磁筒5、导磁碗12、上辅助磁体2、下辅助磁体3、主磁体4均为空心圆柱体，上辅助磁体2、下辅助磁体3的形状大小相同，且上辅助磁体2、下辅助磁体3与导磁筒5的内径大于导磁碗12空腔的内径，避免影响导磁筒5与导磁碗12之间的磁隙，具体的，本实施例中主磁体4的外径与导磁碗12空腔外径的相等，导磁筒5与上辅助磁体2、下辅助磁体3的内径相等，导磁筒5的外径与主磁体4的内径相等，以使主磁体4与上辅助磁体2、下辅助磁体3产生的磁通尽可能多的被导入磁间隙6，上辅助磁体2、下辅助磁体3的外径大于导磁筒5的外径，以最大程度降低主磁体4与导磁外壳1之间的漏磁。

具体的，如图3所示，主磁体4的充磁方向为径向，上辅助磁体2、下辅助磁体3的充磁方向为轴向，且上辅助磁体2、下辅助磁体3的充磁方向相反，主磁体4、上辅助磁体2、下辅助磁体3、导磁筒5和导磁外壳1之间形成磁间隙6，主磁体4与导磁筒5及导磁外壳1形成磁隙回路，上辅助磁体2、下辅助磁体3分别与导磁筒5及导磁外壳1形成磁隙回路，上辅助磁体2、下辅助磁体3可提高整个磁路结构的磁通量，增加了磁通密度，减小了主磁体4和导磁外壳1之间的漏磁，使得磁路结构高效化，有利于提高磁流体动量轮的响应速度。

本实用新型实施例中通过引入导磁筒5，使得磁间隙6中的磁场更均匀，有利于改善磁流体动量轮的非线性误差。

本实用新型并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本实用新型的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围之内。