本发明专利技术提供了一种基于轮沿电磁力作用的电动转矩装置，包括电磁装置、逻辑电源和磁缘转体；磁缘转体的外缘相间排布有n个磁极线沿转轴方向设置的永磁体；电磁装置包括磁芯和线圈；磁芯设置间隙安装在永磁体旋转周线的相邻部位；线圈电连接逻辑电源；逻辑电源对应磁缘转体一个旋转周期设置n个脉冲电流周期，通过永磁体前转至基准法线获得基准时刻信号，在基准时刻之前或/和之后的T/2n时域内提供直流电，每次通电时间小于T/4n，其余时间断电，控制产生脉冲电磁极使磁缘转体获得前转增量而旋转，运行在实时周期时间T确定的转速。
【技术实现步骤摘要】
一种基于轮沿电磁力作用的电动转矩装置
本专利技术涉及电动机械领域，具体涉及一种基于轮沿电磁力作用的电动转矩装置。
技术介绍
转矩装置通常是指提供旋转机械能的装置，例如旋转机械轮以及风扇、水轮机、风力发电机的叶片等等，电动转矩装置是电能驱动的旋转机械能装置。转矩装置的旋转机械能具有惯性，该转体惯性的有效利用在近年研究活跃，主要研究视点集中在一类在轮沿设置有若干永磁体的机械旋转装置，其早期设计是在机械转盘的外缘设置若干永磁体，意图利用外部永磁体的磁场干扰，通过在轮沿的磁力传动作用而增加转矩。磁力传动的一个明显优势是方便控制主动机和负载的偶联，例如一些工业用的大型旋转机械不需要完全稳速，更需要节电，因此，有些应用场景设计了磁力传动装置，当转速达到上限时，主动机暂时断电，传动装置脱离，利用旋转机械的惯性继续旋转；而当旋转机械的转速降到下限时，重新启动主动机及耦合传动装置，从而达到节省主动机电能目的。本申请针对这类轮沿设置有若干永磁体的旋转机械技术改良而提出，之所以称为转矩装置，是因为供电方式强化了旋转机械能惯性利用的节电设计。
技术实现思路
本专利技术的技术目的，是针对磁性旋转机械现有技术的设计缺陷，根据转体上永磁体的周期运动特征，提出一种不同于常规技术的电动转矩装置，通过在轮沿控制周期性电磁力换取磁缘转体的转矩增量，提升电能利用率，工艺容易实现。为实现上述技术目标，本专利技术提供了一种基于轮沿电磁力作用的电动转矩装置，该电动转矩装置包括电磁装置、逻辑电源和磁缘转体；所述的磁缘转体的外缘相间排布有n个磁极线沿转轴方向设置的永磁体；所述电磁装置包括磁芯和环绕磁芯设置的至少一组线圈；所述磁芯设置间隙安装在永磁体旋转周线的相邻部位；所述的线圈电连接所述逻辑电源；所述的逻辑电源内贮有通电控制程序，对应磁缘转体一个旋转周期相应设置n个脉冲电流周期，通过任一永磁体前转至基准法线获得基准时刻信号，在基准时刻之前或/和基准时刻之后的T/2n时域内提供直流电，并且每次通电时间小于T/4n，其余时间断电，控制电磁装置产生磁极线沿转轴方向的脉冲电磁极，使磁缘转体获得前转增量而旋转；所述T为磁转体旋转的实时周期时间；所述的基准法线由磁缘转体的转轴与所述磁芯的位置连线所确定。本专利技术中，所述的转体指一类以绕轴旋转为特征的机械构件，例如转盘、叶片，由非磁性的固体成型材料制成；所述的永磁体为磁钢、钕铁硼等一类本领域技术人员公知的材料；所述的n为正整数；所述的转轴方向为磁缘转体转轴两端的连线及其延长线方向；所述的磁极线为永磁体以及电磁装置通直流电产生的N/S两个磁极所确定的连线及其延长线；所述的永磁体旋转周线为在磁缘转体上周期运动的空间轨迹；所述的前转根据磁缘转体的旋转方向而定义。上述技术方案中，所述逻辑电源控制电磁装置通电产生的电磁极，在基准时刻之前与相向永磁体的磁极性相反，在基准时刻之后与相向永磁体的磁极性相同。上述技术方案中，所述电磁装置的线圈设置两组以上；其中一组以上为电磁力线圈，电连接逻辑电源的直流电源输出端；另外一组以上为磁电感应线圈，电连接逻辑电源的信号输入端。所述的逻辑电源包括电源、控制模块和信号传感器；所述电源连接控制模块；控制模块的电源输出端连接所述电磁装置的电磁力线圈；信号传感器的信号端连接所述控制模块的信号输入端；信号传感器安装在所述磁缘转体的外缘相邻部位。上述技术方案中，所述的信号传感器包括所述电磁装置的磁电感应线圈。上述逻辑电源的技术方案中，所述的信号传感器包括但不限于磁电感应模块。信号传感器的功能也可以采用光电感应元件或其他形式的传感器来实现。上述逻辑电源的技术方案中，所述逻辑电源的电源包括交流电和直流电，其来源形式任意。所述的来源形式任意，意为不设置任何限制条件。上述电动转矩装置的技术方案中，所述的磁缘转体的基体由多层不同材料的环形构件固连而成。基体由多层不同材料构成可带来磁缘转体设计方案的更多选择。上述电动转矩装置的结构技术方案中，所述排布在磁缘转体外缘的永磁体以同磁极方向相间排布，或以磁极N-S交替的方式相间排布。以上所述的电动转矩装置在实际应用中所需要的机械架件，在有效实现机械固定、支撑的前提下，所选用的材料和结构可以任意。本专利技术所述的电动转矩装置与常规电动机不同，主要区别在于电磁装置(类比定子)不产生旋转磁场，且与磁缘转体(类比转子)不同轴心设置，逻辑电源对电磁装置的供电方式是脉冲直流电，并且电磁力作用是施加在磁缘转体的轮沿。电动转矩装置最常见的驱动方式是使用旋转电动机，如何更省电地控制电动转矩装置是机电行业长期研究的目标之一。所述的电动转矩装置，可以通过磁缘转体的转轴或基体的任意部位为下级负载提供机械能联动。本专利技术电动转矩装置的优点在于：电磁能量通过间隙磁场的分布状态改变而变换为磁缘转体的转矩，当磁缘转体具有一定质量且转速足够时可充分运用其惯量，从而为逻辑电源依据磁缘转体及其负载的惯量状态提供了一种智能控制新思路，节能效果明显，以此方案设计的电动转矩装置结构简单，电能转换效率高。附图说明图1是在转体外缘设置永磁体的磁极方向示意图；图2a是一种在磁缘转体外缘分别设置4个永磁体的俯视结构示意图；图2b是图2a示例的侧视结构示意图；图3a是一种在磁缘转体的外缘内嵌合设置8个永磁体的俯视结构示意图；图3b是一种在叶片外缘设置永磁体的三叶式磁缘转体的正视结构示意图；图4是由两种不同材料制成的磁缘转体的一种结构示意图。图5a是所述磁缘转体和电磁装置安装的一种局部结构示意图；图5b是图5a示例的俯视结构示意图；图6a是逻辑电源与电磁装置的一种电路结构及逻辑控制关系示意图；图6b是电磁装置兼作信号传感器的一种电路结构及逻辑控制关系示意图；图7a是所述基准法线的示意图；图7b是所述基准时刻所对应运动模型的局部结构示意图；图8a是基准时刻之前所对应运动模型的局部状态示意图；图8b是基准时刻之后所对应运动模型的局部状态示意图；图9是磁作用力线的相吸切向、法向分力方向及其矢量动态夹角的示意图；图10是磁作用力线的相斥切向、法向分力方向及其矢量动态夹角的示意图。附图标识：1、电磁装置2、逻辑电源3、磁缘转体3a、转轴3b、外缘3b1、基体材料13b2、基体材料23c、永磁体3d、磁极线4、间隙5、法线6、切线8、基准法线9、磁作用力线θ、动态夹角N/S、磁极具体实施方式下面结合附图和实施例进一步对本专利技术的技术方案进行详细说明。现有技术中有不少带永磁体的转盘设计，但永磁体3c的磁极线3d是沿轮缘的切线6方向设置，或沿法线5方向设置，如图1所示。这类带永磁体转盘通常是设置磁力轮驱动，所谓磁力轮是在外缘相应设置若干永磁体，由旋转电动机驱动，通过磁力轮上的永磁体在轮沿部位旋转运动，获得周期性磁力作用而旋转。本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于轮沿电磁力作用的电动转矩装置，其特征在于，包括电磁装置(1)、逻辑电源(2)和磁缘转体(3)；所述磁缘转体(3)的外缘(3b)相间排布有n个磁极线(3d)沿转轴(3a)方向设置的永磁体(3c)；所述的电磁装置(1)包括磁芯和环绕磁芯设置的至少一组线圈；所述磁芯设置间隙(4)安装在永磁体(3c)旋转周线的相邻部位；所述的线圈电连接所述逻辑电源(2)；/n所述的逻辑电源(2)内贮有通电控制程序，对应磁缘转体(3)一个旋转周期相应设置n个脉冲电流周期，通过任一永磁体(3c)前转至基准法线(8)获得基准时刻信号，在基准时刻之前或/和基准时刻之后的T/2n时域内提供直流电，并且每次通电时间小于T/4n，其余时间断电，控制电磁装置(1)产生磁极线沿转轴(3a)方向的脉冲电磁极，使磁缘转体(3)获得前转增量而旋转；所述T为磁转体(3)旋转的实时周期时间；所述的基准法线(8)由磁缘转体(3)的转轴(3a)与所述磁芯的位置连线所确定。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于轮沿电磁力作用的电动转矩装置，其特征在于，包括电磁装置(1)、逻辑电源(2)和磁缘转体(3)；所述磁缘转体(3)的外缘(3b)相间排布有n个磁极线(3d)沿转轴(3a)方向设置的永磁体(3c)；所述的电磁装置(1)包括磁芯和环绕磁芯设置的至少一组线圈；所述磁芯设置间隙(4)安装在永磁体(3c)旋转周线的相邻部位；所述的线圈电连接所述逻辑电源(2)；
所述的逻辑电源(2)内贮有通电控制程序，对应磁缘转体(3)一个旋转周期相应设置n个脉冲电流周期，通过任一永磁体(3c)前转至基准法线(8)获得基准时刻信号，在基准时刻之前或/和基准时刻之后的T/2n时域内提供直流电，并且每次通电时间小于T/4n，其余时间断电，控制电磁装置(1)产生磁极线沿转轴(3a)方向的脉冲电磁极，使磁缘转体(3)获得前转增量而旋转；所述T为磁转体(3)旋转的实时周期时间；所述的基准法线(8)由磁缘转体(3)的转轴(3a)与所述磁芯的位置连线所确定。
2.根据权利要求1所述的电动转矩装置，其特征在于，所述逻辑电源(2)控制电磁装置(1)通电产生的电磁极，在基准时刻之前与相向永磁体(3c)的磁极性相反，在基准时刻之后与相向永磁体(3c)的磁极性相同。
3.根据权利要求1所述的电动转矩装置，其特征在于，所述电磁装置(1)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，
申请(专利权)人：刘杰，
类型：发明
国别省市：广东;44
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