動臺的性能獲得顯著提升，使低頻/超低頻振動校準技術(shù)獲得實質(zhì)性突破。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)方案存在的上述問題，提供一種磁場跟蹤補償?shù)碾p永磁管兩端對稱勵磁圓柱形封閉磁場式電磁振動臺磁路結(jié)構(gòu)技術(shù)方案，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，精度高，可兼顧大行程、高磁場均勻性、大推力及線性電磁驅(qū)動力特性，可有效解決現(xiàn)有技術(shù)方案存在的問題與不足，尤其具有突出的補償電樞反應(yīng)對標準振動波形失真度影響的特性，從而為低頻/超低頻振動校準提供一種高精度、大行程的電磁振動臺磁路結(jié)構(gòu)。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0014]一種磁場跟蹤補償?shù)碾p永磁管兩端對稱勵磁圓柱形封閉磁場式電磁振動臺磁路結(jié)構(gòu)，由永磁管、中心磁軛、長筒形磁軛、短筒形磁軛、端磁軛、線圈骨架和工作線圈構(gòu)成，整體成軸對稱結(jié)構(gòu)，中心磁軛、端磁軛為圓柱形，永磁管、長筒形磁軛、短筒形磁軛、線圈骨架均為圓筒形，永磁管、中心磁軛、長筒形磁軛、短筒形磁軛、端磁軛、線圈骨架的軸線在一條直線上，中心磁軛的兩端分別與兩個端磁軛剛性連接，兩個永磁管對稱安裝在兩個端磁軛和兩個短筒形磁軛之間、且同磁極相對布置，每個永磁管的兩個端面分別與端磁軛、短筒形磁軛相應(yīng)的端面緊密接觸，兩個短筒形磁軛的內(nèi)徑與長筒形磁軛的外徑相等，兩個短筒形磁軛的一端分別與兩個永磁管連接、另一端對稱套裝在長筒形磁軛的兩端并與長筒形磁軛剛性連接，長筒形磁軛同軸套裝在中心磁軛上、且與中心磁軛之間通過氣隙分隔開，線圈骨架可滑動地套裝在中心磁軛上而位于氣隙中，線圈骨架上繞有工作線圈，工作線圈中通以精密可控的驅(qū)動電流，長筒形磁軛的側(cè)壁沿長度方向設(shè)有剖縫，線圈骨架的兩端設(shè)有翅板，翅板從剖縫中伸出，長筒形磁軛的內(nèi)圓柱面上設(shè)有深溝槽形式的陣列式微結(jié)構(gòu)，深溝槽沿氣隙的長度方向周期性布置，中心磁軛上繞有補償線圈，補償線圈中所通的電流與工作線圈中的電流方向相反、相位同步跟蹤、幅值成一確定比例。
[0015]所述永磁管的安裝方式是采用兩個圓筒形、不導(dǎo)磁材料的永磁管安裝套，將圓筒形永磁管同軸套裝并粘接裝配在永磁管安裝套上，通過固定永磁管安裝套將永磁管固定；所述中心磁軛的安裝方式是采用兩個圓筒形、不導(dǎo)磁材料的磁軛安裝套，將兩個磁軛安裝套套裝在中心磁軛兩端且與中心磁軛剛性連接，通過固定磁軛安裝套將中心磁軛以兩端支撐的方式固定。
[0016]所述剖縫的數(shù)目為2條，且在長筒形磁軛的側(cè)壁上對徑分布。
[0017]所述永磁管是采用小塊永磁體、以粘接的方式拼接構(gòu)成。
[0018]本發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新性及產(chǎn)生的良好效果在于:
[0019](I)本發(fā)明磁路結(jié)構(gòu)簡單，零部件加工和裝配難度低；由于永磁管可采用先充磁、后裝配的方式，因此可采用NdFeB等材料的高性能永磁體，從而獲得高氣隙磁感應(yīng)強度與大電磁驅(qū)動力:解決了現(xiàn)有技術(shù)方案中零件難于加工，永磁體裝配困難等問題，可實現(xiàn)較高的長氣隙內(nèi)主磁路磁感應(yīng)強度分布的均勻性指標。這是本發(fā)明區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新點之
O
[0020](2)本發(fā)明在磁路的具體布置上，永磁管不直接面對氣隙而不承受工作線圈通電后產(chǎn)生附加磁場的強制充/去磁作用；工作線圈通電時，線圈一側(cè)的磁通增大、另一側(cè)磁通減少，磁通增大和減小的作用相互抵消，使線圈所在位置的平均磁感應(yīng)強度基本保持不變，從而可實現(xiàn)較理想的線性電磁驅(qū)動力特性；解決了現(xiàn)有技術(shù)方案中永磁體直接面對氣隙，工作線圈通以大電流時容易產(chǎn)生不可逆退磁，輸出電磁驅(qū)動力的線性度差等問題:實現(xiàn)較高的輸出電磁驅(qū)動力的線性度指標。這是本發(fā)明區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新點之二。
[0021](3)本發(fā)明采用磁軛安裝套對長中心磁軛以兩端支撐的方式可靠安裝固定；并采用永磁管安裝套對永磁管進行安裝固定，在將永磁管同軸粘接裝配在永磁管安裝套上后，可以整體地裝入指定安裝位置，降低了永磁管的裝配難度:解決了長尺寸中心磁軛和脆性材料永磁體零件可靠安裝固定、以及強磁永磁體零件裝配的難題。這是本發(fā)明區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新點之三。
[0022](4)本發(fā)明在與氣隙相鄰的長筒形磁軛的內(nèi)圓柱面上，沿氣隙長度方向周期性布置深溝槽形式的陣列式微結(jié)構(gòu)，理論與仿真分析及實驗結(jié)果均表明，該方法可抑制電渦流的產(chǎn)生，顯著降低渦流損耗的影響，既有效解決了渦流損耗帶來的熱擾動、熱變形問題，又可使磁路結(jié)構(gòu)的實際性能指標與理論設(shè)計結(jié)果具有較高的一致性，實現(xiàn)較高的設(shè)計精度；解決了渦流損耗這一電磁振動臺磁路結(jié)構(gòu)設(shè)計的難題。這是本發(fā)明區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新點之四。
[0023](5)本發(fā)明在中心磁軛上設(shè)置補償線圈，所通電流與工作線圈中加載的電流方向相反、相位同步跟蹤、幅值成一定比例，理論研宄及實驗結(jié)果均表明，補償線圈形成的補償磁場可對工作線圈通電后產(chǎn)生附加磁場影響主磁場分布、即電樞反應(yīng)的影響進行同步跟蹤補償:可實現(xiàn)近似理想的線性電磁驅(qū)動力特性，有效解決了電樞反應(yīng)對電磁振動臺輸出標準振動波形失真度的影響問題。這是本發(fā)明區(qū)別現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新點之五。
【附圖說明】
[0024]圖1為磁場跟蹤補償?shù)碾p永磁管兩端對稱勵磁圓柱形封閉磁場式電磁振動臺磁路結(jié)構(gòu)的整體不意圖；
[0025]圖2為磁場跟蹤補償?shù)碾p永磁管兩端對稱勵磁圓柱形封閉磁場式電磁振動臺磁路結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0026]圖3為永磁管磁極布置方式和主磁路的示意圖；
[0027]圖4為長筒形磁軛的內(nèi)圓柱面上的深溝槽一個實施例的示意圖；
[0028]圖5為長筒形磁軛的內(nèi)圓柱面上的深溝槽另一個實施例的示意圖；
[0029]圖6為長筒形磁軛內(nèi)圓柱面上深溝槽形式的陣列式微結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖7為采用永磁管安裝套、磁軛安裝套對永磁管和中心磁軛安裝固定的示意圖；
[0031]圖8為永磁管安裝套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖9為磁軛安裝套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖10為線圈骨架一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖11為線圈骨架另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖中件號說明:1永磁管、2中心磁軛、3長筒形磁軛、4短筒形磁軛、5端磁軛、6線圈骨架、7氣隙、8工作線圈、9永磁管安裝套、10磁軛安裝套、11第一磁路、12第二磁路、13深溝槽、14翅板、15剖縫、27補償線圈。
【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明，并給出實施例。
[0037]一種磁場跟蹤補償?shù)碾p永磁管兩端對稱勵磁圓柱形封閉磁場式電磁振動臺磁路結(jié)構(gòu)，由永磁管1、中心磁軛2、長筒形磁軛3、短筒形磁軛4、端磁軛5、線圈骨架6和工作線圈8構(gòu)成，整體成軸對稱結(jié)構(gòu)，中心磁軛2、端磁軛5為圓柱形，永磁管1、長筒形磁軛3、短筒形磁軛4、線圈骨架6均為圓筒形，永磁管1、中心磁軛2、長筒形磁軛3、短筒形磁軛4、端磁軛5、線圈骨架6的軸線在一條直線上，中心磁軛2的兩端分別與兩個端磁軛5剛性連接，兩個永磁管I對稱安裝在兩個端磁軛5和兩個短筒形磁軛4之間、且同磁極相對布置，每個永磁管I的兩個端面分別與端磁軛5、短筒形磁軛4相應(yīng)的端面緊密接觸，兩個短筒形磁軛4的內(nèi)徑與長筒形磁軛3的外徑相等，兩個短筒形磁軛4的一端分別與兩個永磁管I連接、另一端對稱套裝在長筒形磁軛3的兩端并與長筒形磁軛3剛性連接，長筒形磁軛3同軸套裝在中心磁軛2上、且與中心磁軛2之間通過氣隙7分隔開，線圈骨架6可滑動地套裝在中心磁軛2上而位于氣隙7中，線圈骨架6上繞有工作線圈8，工作線圈8中通以精密可控的驅(qū)動電流，長筒形磁軛3的側(cè)壁沿長度方向設(shè)有剖縫15，線圈骨架6的兩端設(shè)有翅板14，翅板14從剖縫15中伸出，長筒形磁軛3的內(nèi)圓柱面上設(shè)有深溝槽13形式的陣列式微結(jié)構(gòu)，深溝槽13沿氣隙7的長度方向周期性布置，中心磁軛2上繞有補償線圈27，補償線圈27中所通的電流與工作線圈8中的電流方向相反、相位同步跟蹤、幅值成一確定比例。
[0038]所述永磁管I的安裝方式是采用兩個圓筒形、不導(dǎo)磁材料的永磁管安裝套9，將圓筒形永磁管I同軸套裝并粘接裝配在永磁管安裝套9上，通過固定永磁管安裝套9將永磁管I固定；所述中心磁軛2的安裝方式是采用兩個圓筒形、不導(dǎo)磁材料的磁軛安裝套10，將兩個磁軛安裝套10套裝在中心磁軛2兩端且與中心磁軛2剛性連接，通過固定磁軛安裝套10將中心磁軛2以兩端支撐的方式固定。
[0039]所述剖縫15的數(shù)目為2條，且在長筒形磁軛3的側(cè)壁上對徑分布。
[0040]所述永磁管I是采用小塊永磁體、以粘接的方式拼接構(gòu)成。
[0041]下面結(jié)合圖1?圖3給出本發(fā)明的一個實施例。本實施例中，磁場跟蹤補償?shù)碾p永磁管兩端對稱勵磁圓柱形封閉磁場式電磁振動臺磁路結(jié)構(gòu)用于產(chǎn)生水平方向的標準低頻振動。永磁管I是NdFeB材料的強磁永磁體，所采用的NdFeB材料剩磁強度為1.17T，矯頑力為890kA/m，兩個永磁管I的N極相對布置，對稱安裝在兩個端磁軛5和兩個短筒形磁軛4之間。中心磁軛2、長筒形磁軛3、兩個短筒形磁軛4、兩個端磁軛5均采用高磁導(dǎo)率電工純鐵材料DT4C制成，最大相對磁導(dǎo)率可達到12000，飽和磁通