一种强电磁力装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种强电磁力装置。本发明专利技术的电感结构为，各个螺线式空心圆柱电感相互嵌套，处于同一轴线上，且各个空心圆柱电感一端保持平齐，形成串联嵌套电感结构；各个电感互相串联，从横截面看，类似“弓”字形连接，且使各电感电流方向(顺时针或逆时针方向)保持一致。所述次级线圈初始位置靠近空心圆柱电感平齐的一端，可以沿着所述电感结构的轴线向外运动。所述串联的空心圆柱电感两端与脉冲放电电路相连接，形成一个闭合回路。本发明专利技术控制电路和电感结构简单、空间利用率高，可提供更大更可靠的电磁推力，满足航天器冲击动力试验、材料的动态力学性能测试等场合对简单控制系统、大推力的需要。大推力的需要。大推力的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种强电磁力装置


[0001]本专利技术涉及航天器冲击动力试验、材料的动态力学性能测试领域，尤其涉及一种强电磁力装置。

技术介绍

[0002]随着我国科技的飞速进步，航天器冲击动力试验、材料的动态力学性能测试等场合对实验的动力加载装置的要求也大幅提升。目前广泛应用分离式霍普金森杆技术来模拟航天器发射以及材料性能测试，以分离式霍普金森杆装置的动力加载装置为例，传统的分体式霍普金森杆装置通常采用气体驱动，需要非常高的气压才能达到高应变率，且气体驱动的发射器占用空间大，传统装置无法进一步小型化。除此之外传统装置还有射击可重复性低、噪音高等缺点。
[0003]针对传统气动加载系统的缺点，国内外许多学者研究了电磁发射技术，采用电磁驱动方法优化装置。目前大部分的电磁分离式霍普金森杆装置，利用磁阻变化产生洛伦兹力来驱动撞杆，为了避免减速力和提高速度，这些装置会在撞杆向前移动到线圈中心时断开电路。这种常用方法有几个限制，首先，撞杆的长度需要与线圈的长度相等，当撞杆的中心穿过线圈的中心时，撞杆将不再阻挡光电传感器，从而断开开关并中断放电电路，这也限制了应力波的宽度范围。其次，这种常用方法需要通过随时检测撞杆在电磁线圈中的位置并控制开关来确定电路何时通断，这增加了电路控制系统的复杂性。最后，由于航天器冲击动力等模拟试验对推力要求极高，普通的电磁力加载装置无法达到实验要求，而一些国内外学者提出的分级式电磁力加载装置则面临着电路控制系统复杂的问题。
[0004]综上所述，在航天器冲击动力试验、材料的动态力学性能测试等方面，现有电磁推力装置具有装置复杂、推力不高等缺点。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要的目的在于解决航天器冲击动力试验、材料的动态力学性能测试等实验中现有动力加载装置结构复杂、推力小的问题。
[0006]为此，本专利技术提出了一种强电磁力装置，具有结构简单、推力大的优点。这种电磁推力装置采用了多个串联的圆柱电感相互嵌套的电感结构，主要包括多个空心圆柱电感和一个次级线圈。
[0007]所述空心圆柱电感为主动线圈，由线圈螺线式绕制而成；
[0008]本专利技术所述的电感结构是指，各个空心圆柱电感相互嵌套，处于同一中心轴线上，且各个空心圆柱电感一端保持平齐；各个电感相互串联，从横截面看，串联电路呈现出类似“弓”字形连接，嵌套的各个电感产生的电磁力方向保持一致；
[0009]所述电感结构中，各个相邻的空心圆柱电感之间保持有一定的间隙，便于绝缘和安装。
[0010]所述次级线圈可以为金属盘，电阻率越小，越能产生更大的涡流，提供更大的电磁
推力；所述次级线圈的初始位置靠近各串联圆柱电感平齐的一端，可以沿着所述串联圆柱电感结构的轴线向外运动；所述次级线圈形状可根据需要进行调整，可以是圆盘、圆环或者圆柱等形状，也可以是圆盘、圆环、圆柱的组合体。
[0011]本专利技术所述电感结构两端连接有脉冲放电电路，串联形成一个闭合回路；脉冲放电电路即为本专利技术的主电路，由充电电路、放电电路组成。
[0012]本专利技术提出的一种强电磁力装置，具有如下特点：
[0013]1、本专利技术所述电磁推力装置具有结构简单、操作方便等特点。本专利技术各个电感相互串联，系统拥有一个脉冲放电电路及其放电开关，无需复杂的电路控制系统就可以实现电磁推力的大幅提升。同时，由于本专利技术次级线圈初始位置位于电感结构的一端，并随着电磁推力向外运动，所以本专利技术不需要为了消除电磁减速力，而随时检测撞杆在电磁线圈中的位置来判断电路何时通断。
[0014]2、本专利技术所述电磁推力装置可提供大力度的电磁推力。本专利技术可视为多个独立的单绕制线圈串联用于电路，系统放电时，各串联线圈同步放电，多个主动线圈同时作用于次级线圈，产生叠加的磁场以及叠加的推力，为次级线圈和负载加速。经过仿真证明，在装置外围半径相同的情况下，本专利技术所述电磁推力装置产生的推力远大于单线圈式电磁推力装置产生的推力。
[0015]3、本专利技术串联电感“弓”字形连接，使动力加载装置线路简化，空间利用率更高。在多个电感嵌套的结构中，本专利技术所述电磁推力装置的控制电路更为简单，提供的电磁推力更加可靠。
[0016]4、本专利技术中串联电感数量和电感线圈匝数可根据推力要求进行调整，次级线圈形状也可根据需要进行调整。主动线圈也可以采用圆锥形电感，或者其他不规则的柱状或者锥状电感。次级线圈可以设计为圆盘形状；可以在次级线圈的一侧设计凹槽，实现负载位置的固定；也可以使次级线圈的一部分夹在电感结构里。
[0017]本专利技术所述电磁推力装置结构简单，操作简便，能够获得更大更可靠的电磁力，可以用在航天器冲击动力试验、材料的动态力学性能测试、舰载机弹射实验、电磁成形、电磁炮等场合。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限定。在附图中：
[0019]图1是本专利技术电磁力装置的示意图；
[0020]图2是本专利技术实施例1的装置示意图；
[0021]图3是本专利技术实施例1包含电感结构的电磁力装置示意图；
[0022]图4是本专利技术实施例1中电感电流方向的示意图；
[0023]附图标记说明：1
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基座；2、3、4
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主动线圈；5
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发射管；6
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次级线圈；7
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入射杆；8
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应变片；9
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试样；10
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透射杆；11
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缓冲器；12、13
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支架；14
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地面；15
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应变测量仪；16
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电源；17
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充电开关；18
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升压变压器；19
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整流器；20
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电容器组；21
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放电开关。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0026]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强电磁力装置，其特征在于，包括多个空心圆柱电感和一个次级线圈；所述电感为主动线圈，是由线圈螺线式绕制而成的空心圆柱形电感，多个电感相互串联，可产生叠加的磁场；所述次级线圈在主动线圈叠加磁场的作用下，受到脉冲电磁力，发生运动。2.根据权利要求1所述的一种强电磁力装置，其特征是，各个空心圆柱电感相互嵌套，处于同一中心轴线上，且各个空心圆柱电感一端保持平齐；各个电感相互串联，从横截面看，类似“弓”字形连接，且使各电感电流方向保持一致，统一沿着顺时针或逆时针的方向流动。3.根据权利要求1所述的一种强电磁力装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林兵，车芸，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：新型
国别省市：