7、左齒氣隙11、導(dǎo)軌4、左臂氣隙9、左軛鐵I形成回路，右繞組磁路61經(jīng)過(guò)右齒8、右齒氣隙12、導(dǎo)軌4、右臂氣隙10、右軛鐵2形成回路，繞組線圈磁路不經(jīng)過(guò)永磁體3。左右兩個(gè)線圈繞組采用絕緣銅線繞制，繞向相同，可獨(dú)立通入不同方向的電流，形成不同方向的電磁通。為說(shuō)明方便，當(dāng)左線圈繞組通入電流產(chǎn)生+Y方向磁通，記為“左正”，當(dāng)通入電流產(chǎn)生-Y方向磁通，記為“左負(fù)”;當(dāng)右線圈繞組通入電流產(chǎn)生+Y方向磁通，記為“右正”，當(dāng)通入電流產(chǎn)生-Y方向磁通，記為“右負(fù)”。
[0027]左右兩個(gè)電磁線圈繞組的導(dǎo)向調(diào)節(jié)原理如下:圖4中，當(dāng)兩個(gè)控制線圈通入“左正右正”幅值一樣的直流電流時(shí)，在左齒、右齒中分別產(chǎn)生豎直朝上的電磁通，再結(jié)合考慮圖3所示的永磁體磁路，可知，在Y方向上，導(dǎo)向組件的左齒、右齒與導(dǎo)軌間僅有同側(cè)氣隙，電磁通與永磁體疊加后，左齒氣隙11中磁通減小，右齒氣隙12中的磁通增加，由于磁場(chǎng)吸力與磁通的平方成正比，左齒7吸力減小，右齒8吸力增加，整體上兩個(gè)齒受到的Y向合成吸力不變。而在X方向，左氣隙中的合成磁通增加，右氣隙中的合成磁通減小，導(dǎo)向組件的軛鐵左臂受力增加，軛鐵右臂受力減小，導(dǎo)向組件受到的合成吸力為+X方向。
[0028]圖5中，當(dāng)兩個(gè)控制線圈通入“左負(fù)右負(fù)”幅值一樣的直流電流時(shí)，在左齒、右齒中分別產(chǎn)生豎直朝下的電磁通，再結(jié)合考慮圖3所示的永磁體磁路，可知，在Y方向上，導(dǎo)向組件的兩個(gè)齒與導(dǎo)軌間僅有同側(cè)氣隙，電磁通與永磁體疊加后，左齒氣隙11中磁通增加，右齒氣隙12中的磁通減小，由于磁場(chǎng)吸力與磁通的平方成正比，左齒7吸力增加，右齒8吸力減小，整體上兩個(gè)齒受到的Y向合成吸力不變。而在X方向，左氣隙中的合成磁通減小，右氣隙中的合成磁通增加，導(dǎo)向組件的軛鐵左臂受力減小，軛鐵右臂受力增加，導(dǎo)向組件受到的合成吸力為-X方向。
[0029]圖6中，當(dāng)兩個(gè)控制線圈通入“左正右負(fù)”幅值一樣的直流電流時(shí)，在左齒、右齒中分別產(chǎn)生豎直朝上和豎直朝下的電磁通，再結(jié)合考慮圖3所示的永磁體磁路，可知，在Y方向上，導(dǎo)向組件的兩個(gè)齒與導(dǎo)軌間僅有同側(cè)氣隙，電磁通與永磁體疊加后，左齒氣隙11中磁通減小，右齒氣隙12中的磁通也減小，Y方向合力減小，而在X方向，左氣隙中的合成磁通增大，右氣隙中的合成磁通增大，導(dǎo)向組件受到的合成吸力為O。
[0030]圖7中，當(dāng)兩個(gè)控制線圈通入“左負(fù)右正”幅值一樣的直流電流時(shí)，在左齒、右齒中分別產(chǎn)生豎直朝下和豎直朝上的電磁通，再結(jié)合考慮圖3所示的永磁體磁路，可知，在Y方向上，導(dǎo)向組件的兩個(gè)齒與導(dǎo)軌間僅有同側(cè)氣隙，電磁通與永磁體疊加后，左齒氣隙11中磁通增加，右齒氣隙12中的磁通也增加，Y方向合力增加。而在X方向，左氣隙中的合成磁通減小，右氣隙中的合成磁通也減小，導(dǎo)向組件受到的合成吸力為O。
[0031]總結(jié)以上規(guī)律，當(dāng)兩個(gè)控制線圈通入方向相反、幅值一樣的直流電流時(shí)，X方向合力為0，Y方向合力可變；當(dāng)兩個(gè)控制線圈通入方向相同、幅值一樣的直流電流時(shí)，X方向合力可變，Y方向合力不變。也就是說(shuō)，通過(guò)組合改變兩個(gè)控制繞組中的電流方向，可以獨(dú)立調(diào)節(jié)導(dǎo)向組件X和Y方向的電磁力。導(dǎo)向組件和導(dǎo)軌之間可以無(wú)接觸的自由相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0032]在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可利用位移傳感器檢測(cè)出導(dǎo)向組件偏離其參考位置的位移量，控制器將這一位移信號(hào)變換成控制信號(hào)，功率放大器又將此控制信號(hào)變換成量?jī)陕房刂齐娏?，這兩路電流分別流經(jīng)左右兩個(gè)線圈繞組，產(chǎn)生X方向或Y方向的吸力，將導(dǎo)向組件拉回平衡位置。同理，不論導(dǎo)向組件受到向左、向右、向上或向下的外擾動(dòng)，帶位置負(fù)反饋的混合勵(lì)磁導(dǎo)向系統(tǒng)通過(guò)控制器控制兩個(gè)線圈中的電流大小和方向，調(diào)節(jié)各氣隙磁通的大小，始終能保持導(dǎo)向組件在平衡位置。本發(fā)明體積小，重量輕，功耗低，在電梯、升降機(jī)等垂直導(dǎo)向場(chǎng)合具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0033]圖8中，為了降低永磁齒磁路32的漏磁，即左齒和右齒間的漏磁，使得永磁磁通大部分從左齒氣隙和右齒氣隙經(jīng)過(guò)，須設(shè)計(jì)合理的尺寸，左齒和右齒間的間隔d2應(yīng)大于氣隙長(zhǎng)度d3。同時(shí)，為減小X方向和Y方向的磁場(chǎng)耦合，軌道寬度d應(yīng)與左齒和右齒外沿間距dl基本相等。
[0034]圖9為本發(fā)明的混合勵(lì)磁非接觸電梯導(dǎo)向系統(tǒng)在電梯上的應(yīng)用實(shí)例的俯視圖，在井道壁41上電梯轎廂43兩側(cè)對(duì)稱放置兩根導(dǎo)軌41，作為電梯轎廂的導(dǎo)向軌道，在轎廂43頂端兩個(gè)側(cè)面分別對(duì)稱安裝非導(dǎo)磁基座42，然后在基座42上設(shè)置導(dǎo)向組件40，非導(dǎo)磁基座42可以防止永磁體3的磁場(chǎng)泄露，使主要磁通流經(jīng)導(dǎo)向組件40的軛鐵和齒。導(dǎo)向組件40與導(dǎo)軌4相配合并保持一定的間隙可自由相對(duì)滑動(dòng)。利用兩個(gè)導(dǎo)向組件40控制轎廂左右方向和前后方向的狀態(tài)。根據(jù)安裝的氣隙傳感器，檢測(cè)在X方向的氣隙大小，分別在控制繞組上通入電流，調(diào)節(jié)轎廂在X方向回復(fù)到平衡位置。在Y方向，對(duì)稱安裝的兩組導(dǎo)向組件產(chǎn)生的Y向電磁力方向相反，這樣可在兩組導(dǎo)向組件中通入大小不一的Y向調(diào)節(jié)電流，可產(chǎn)生+Y或者-Y方向的合力，調(diào)節(jié)轎廂在Y方向回復(fù)到平衡位置。
[0035]本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中未做詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種混合勵(lì)磁非接觸懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)，包括導(dǎo)軌(4)和導(dǎo)向組件(40)，其特征在于:所述導(dǎo)軌(4)為截面為矩形的條狀結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)軌(4)豎直固定在井道壁(41)上； 所述導(dǎo)向組件(40)包括左軛鐵(1)、右軛鐵(2)、永磁體(3)、左線圈繞組(5)、右線圈繞組(6)、左齒(7)及右齒(8);所述左軛鐵(I)為C形槽狀體，具有相互平行的水平上臂和下臂，所述右軛鐵(2)與所述左軛鐵(I)結(jié)構(gòu)完全相同，二者的C形槽槽口相對(duì)且左右對(duì)稱設(shè)置在導(dǎo)軌(4)的兩側(cè)，構(gòu)成半環(huán)抱結(jié)構(gòu)；所述導(dǎo)軌(4)設(shè)置在所述左軛鐵(I)的上臂和所述右軛鐵(2 )的上臂之間，所述導(dǎo)軌(4)的左右兩個(gè)側(cè)面分別與所述左軛鐵(I)和所述右軛鐵(2)的兩個(gè)上臂端面之間形成左臂氣隙(9)和右臂氣隙(10);所述左軛鐵(I)下臂端面和右軛鐵(2 )下臂端面之間設(shè)置矩形的永磁體(3 )，左軛鐵(I)和右軛鐵(2 )經(jīng)永磁體(3 )連接成為一體；左軛鐵(I)下臂和右軛鐵(2)下臂沿豎直向上方向分別對(duì)稱設(shè)置所述左齒(7)和所述右齒(8)，左齒(7)和右齒(8)分別對(duì)應(yīng)套有左線圈繞組(5)和右線圈繞組(6);所述左齒(7)和所述右齒(8)的頂端端面與所述導(dǎo)軌(4)的前側(cè)面平行并設(shè)置有左齒氣隙(11)和右齒氣隙(12)，兩氣隙長(zhǎng)度相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合勵(lì)磁非接觸懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)，其特征在于:所述的左齒(7)和右齒(8)均為折條狀，兩個(gè)齒頂外緣間距dl與導(dǎo)軌(4)的水平寬度d滿足dl ( d，兩個(gè)齒頂內(nèi)緣間距d2與左齒氣隙(11)長(zhǎng)度d3滿足d2 > d3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合勵(lì)磁非接觸懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)，其特征在于:所述的永磁體(3 )采用稀土永磁材料或釹鐵硼永磁材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合勵(lì)磁非接觸懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)，其特征在于:所述的左輒鐵(I)、右輒鐵(2)、左齒(7)和右齒(8)均米用導(dǎo)磁良好的電工純鐵或娃鋼制成。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種混合勵(lì)磁非接觸懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)，采用永磁體和電磁體混合勵(lì)磁，顯著降低控制電流，功耗低，可用于提升機(jī)、電梯的非接觸導(dǎo)向。它包括導(dǎo)軌和導(dǎo)向組件，導(dǎo)向組件由左軛鐵，右軛鐵，永磁體，左線圈繞組，右線圈繞組，左齒和右齒組成；左、右軛鐵均為C形槽狀體，二者槽口相對(duì)、左右對(duì)稱設(shè)置在導(dǎo)軌兩側(cè)構(gòu)成半環(huán)抱結(jié)構(gòu)，并形成兩側(cè)氣隙；左右軛鐵的兩個(gè)下臂通過(guò)永磁體連成一體，左右軛鐵的下臂沿豎直向上方向分別對(duì)稱設(shè)置折條狀的左齒和右齒，對(duì)應(yīng)套有線圈繞組，左右齒的頂端端面與導(dǎo)軌側(cè)面平行并設(shè)置齒氣隙。本發(fā)明提供一種數(shù)量少、占用空間小、功耗低、控制簡(jiǎn)單的混合勵(lì)磁非接觸懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)。
【IPC分類(lèi)】B66B7-02, H02N15-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104682772
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510148174
【發(fā)明人】許孝卓, 杜寶玉, 封海潮, 司紀(jì)凱, 汪旭東, 劉亞平
【申請(qǐng)人】河南理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年4月1日