一种基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置的制作方法

本发明涉及磁悬浮领域，更具体地说，涉及一种基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置。

背景技术：

1、磁悬浮技术是指利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术，根据磁悬浮磁力作用的方向不同，磁悬浮技术又分为磁吸式磁悬浮和磁斥式磁悬浮(又称底推式磁悬浮)。磁悬浮技术的诞生与发展源于人类对交通出行速度的追求，随着磁悬浮技术在交通运输领域的应用日渐成熟，也随着我国科学技术的快速发展，目前磁悬浮技术应用领域越来越广，在日常生活中也可利用磁悬浮原理对一些物体实现无接触悬浮或移动。

2、目前磁斥式磁悬浮装置大多采用环形永磁铁做为磁力供体，因为永磁体的磁力强度是固定的，导致悬浮体只能悬浮于环形永磁体上固定的位置。因此只能通过机械地方法移动环形永磁体的位置，才能呈现出视觉上的悬浮体上下升降的效果。

3、同样因为永磁体的磁力强度是固定的，导致磁悬浮装置对周围环境的磁力干扰是固定存在的，这在一定程度上也限制了其应用场景。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置，该磁悬浮装置包括环形电磁铁、磁力平衡组件、以及可磁悬浮于该环形电磁铁上方的悬浮浮子；

3、该环形电磁铁包括由至少一组线圈形成的内环形线圈、以及至少一组线圈形成的外环形线圈，该外环形线圈位于该内环形线圈的外围、且通电时该内环形线圈内的电流和外环形线圈内的电流方向相反。

4、在本发明所述的基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置中，该环形电磁铁由多个柱形电磁铁呈环形分布排列组成，该内环形线圈由多个柱形电磁铁的内侧线圈组成，该外环形线圈由多个柱状电磁铁的外侧线圈组成。

5、在本发明所述的基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置中，该环形电磁铁还包括环形磁体，该外环形线圈为环绕于该环形磁体的外圆周外部的外线圈，该内环形线圈为环绕于该环形磁体的内圆周内部的内线圈，通电时该外线圈和内线圈的电流方向相反。

6、在本发明所述的基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置中，该环形磁体为环形软磁体、环形永磁体、或由永磁体和软磁体组合形成的环形磁体。

7、在本发明所述的基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置中，该环形磁体的外圆周外部设有外环形骨架，该环形磁体的内圆周内部设有内环形骨架，该外线圈缠绕设置于该外环线骨架上，该内线圈缠绕设置于该内环线骨架上；

8、或，该外线圈缠绕设置于环形磁体上，该环形磁体的内圆周内部设有内环形骨架，该内线圈缠绕设置于该内环线骨架上；

9、或，该外线圈和内线圈均为空心线圈。

10、在本发明所述的基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置中，该磁力平衡组件设置于该环形电磁铁内中部位置处、并用于提供纠偏磁力。

11、在本发明所述的基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置中，该磁力平衡组件包括至少四个电磁铁，该至少四个电磁铁围绕该环形磁体的中心呈类环形分布。

12、实施本发明的基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置，具有以下有益效果：使用本发明的基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置时，通过设置内外两组电流方向相反的内环形线圈和外环形线圈绕组，在内环形线圈和外环形线圈通电时，环形电磁铁周围形成环形电磁铁特有的磁场分布，用于更为平衡的支撑悬浮浮子，且磁场强度可变，可以通过调节内环形线圈和外环形线圈电流大小来控制磁场强度，从而控制悬浮浮子的悬浮高度。

技术特征：

1.一种基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置，其特征在于，所述磁悬浮装置包括环形电磁铁、磁力平衡组件、以及可磁悬浮于所述环形电磁铁上方的悬浮浮子；

2.根据权利要求1所述的新型环形电磁铁，其特征在于，所述环形电磁铁由多个柱形电磁铁呈环形分布排列组成，所述内环形线圈由多个柱形电磁铁的内侧线圈组成，所述外环形线圈由多个柱状电磁铁的外侧线圈组成。

3.根据权利要求1所述的新型环形电磁铁，其特征在于，所述环形电磁铁还包括环形磁体，所述外环形线圈为环绕于所述环形磁体的外圆周外部的外线圈，所述内环形线圈为环绕于所述环形磁体的内圆周内部的内线圈，通电时所述外线圈和内线圈的电流方向相反。

4.根据权利要求3所述的基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置，其特征在于，所述环形磁体为环形软磁体、环形永磁体、或由永磁体和软磁体组合形成的环形磁体。

5.根据权利要求3所述的基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置，其特征在于，所述环形磁体的外圆周外部设有外环形骨架，所述环形磁体的内圆周内部设有内环形骨架，所述外线圈缠绕设置于所述外环线骨架上，所述内线圈缠绕设置于所述内环线骨架上；

6.根据权利要求1所述的基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置，其特征在于，所述磁力平衡组件设置于所述环形电磁铁内中部位置处、并用于提供纠偏磁力。

7.根据权利要求6所述的基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置，其特征在于，所述磁力平衡组件包括至少四个电磁铁，所述至少四个电磁铁围绕所述环形磁体的中心呈类环形分布。

技术总结
本发明公开了一种基于环形电磁铁的变高磁悬浮装置，该磁悬浮装置包括环形电磁铁、磁力平衡组件、以及可磁悬浮于该环形电磁铁上方的悬浮浮子；该环形电磁铁包括由至少一组线圈形成的内环形线圈、以及至少一组线圈形成的外环形线圈，该外环形线圈位于该内环形线圈的外围、且通电时该内环形线圈内的电流和外环形线圈内的电流方向相反。通过设置内外两组电流方向相反的内环形线圈和外环形线圈绕组，在内环形线圈和外环形线圈通电时，环形电磁铁周围形成环形电磁铁特有的磁场分布，用于更为平衡的支撑悬浮浮子，且磁场强度可变，可以通过调节内环形线圈和外环形线圈电流大小来控制磁场强度，从而控制悬浮浮子的悬浮高度。

技术研发人员：王旻
受保护的技术使用者：王旻
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13