本發(fā)明屬于電機與滑環(huán)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于矩陣電機的磁吸式可控滑環(huán)及電機。

背景技術(shù)：

1、近年來，一些定子和轉(zhuǎn)子上具有兩套電樞繞組的新型矩陣電機（如cn211405627u-一種定轉(zhuǎn)子雙電樞繞組多重電磁轉(zhuǎn)矩單氣隙磁阻電機結(jié)構(gòu)，cn211958893u-一種定轉(zhuǎn)子雙永磁體雙電樞繞組磁場調(diào)制永磁電機結(jié)構(gòu)等）被提出。矩陣電機具有較高的轉(zhuǎn)矩密度和較強的容錯能力，但是由于轉(zhuǎn)子上的電樞繞組工作時需要注入交流電，因此必須使用滑環(huán)。而當(dāng)不需要轉(zhuǎn)子上的電樞繞組工作時，滑環(huán)仍然處于工作狀態(tài)，因此滑環(huán)的壽命在不斷被消耗和浪費，因此電機的可靠性和工作壽命有所下降。

2、《cn111987868a-一種燃氣輪無刷勵磁發(fā)電機電動提刷裝置》與《cn110729841a-繞線式三相異步電動機電動舉刷裝置》都通過電機實現(xiàn)連桿或者傳動軸運動，從而實現(xiàn)電刷抬升。但是，這種結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，且體積較大。在常規(guī)中小電機中，由于空間有限，精密滑環(huán)本身只有拳頭大小，沒有空間再安裝額外的伺服電機，因此傳統(tǒng)方法不足以實現(xiàn)預(yù)期功能。同時，這類電機+機械的實現(xiàn)方式結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，成本較高，故障率高，能量傳遞效率低，作動反饋路徑長，因此無法滿足需要頻繁作動的場景。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供了一種適用于矩陣電機的磁吸式可控滑環(huán)及電機，通過磁吸模塊控制滑環(huán)的接觸狀態(tài)，實現(xiàn)滑環(huán)的工作狀態(tài)可控，其具有結(jié)構(gòu)簡單、體積精巧、制造成本低、控制簡單、反應(yīng)迅速等優(yōu)點。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種適用于矩陣電機的磁吸式可控滑環(huán)，包括：靜止模塊、磁吸模塊和旋轉(zhuǎn)模塊；

4、所述靜止模塊包括連接桿和刷絲；所述刷絲一端與連接桿連接；

5、所述旋轉(zhuǎn)模塊包括滑環(huán)轉(zhuǎn)子，滑環(huán)轉(zhuǎn)子上設(shè)置有導(dǎo)軌；所述刷絲另一端設(shè)置在所述導(dǎo)軌外部；

6、所述磁吸模塊與所述連接桿彈性連接；所述磁吸模塊工作時，所述連接桿旋轉(zhuǎn)使得刷絲與導(dǎo)軌接觸，所述磁吸模塊不工作時，連接桿和刷絲反向旋轉(zhuǎn)，刷絲與導(dǎo)軌脫離接觸。

7、作為本發(fā)明進一步改進，所述連接桿設(shè)置兩個，兩個連接桿平行且沿滑環(huán)轉(zhuǎn)子軸向設(shè)置，所述磁吸模塊設(shè)置在兩個連接桿之間。

8、作為本發(fā)明進一步改進，所述磁吸模塊包括鐵芯、電磁線圈、復(fù)位彈簧和銜鐵；

9、所述電磁線圈纏繞在鐵芯上；所述銜鐵固定在連接桿上，鐵芯兩端通過復(fù)位彈簧分別與一個連接桿連接，復(fù)位彈簧對連接桿有彈力。

10、作為本發(fā)明進一步改進，所述兩個連接桿之間設(shè)置多個鐵芯，鐵芯與連接桿形成矩形結(jié)構(gòu)，所述刷絲設(shè)置在矩形的長邊上；

11、兩組刷絲沿矩形軸線對稱布置。

12、作為本發(fā)明進一步改進，所述磁吸模塊還包括鐵芯支架，所述電磁線圈被鐵芯支架限制纏繞在鐵芯上。

13、作為本發(fā)明進一步改進，所述靜止模塊還包括信號線、動力進線和動力出線；

14、所述信號線給磁吸模塊供電，信號線與所述電磁線圈連接，所述動力進線與刷絲連接；所述動力出線與滑環(huán)轉(zhuǎn)子的繞組連接；所述基座被設(shè)置在所述連接桿上。

15、作為本發(fā)明進一步改進，所述靜止模塊還包括基座；信號線和動力出線的連接處均設(shè)置在基座內(nèi)。

16、作為本發(fā)明進一步改進，所述鐵芯支架上部與所述基座底部連接。

17、作為本發(fā)明進一步改進，所述基座底部兩側(cè)設(shè)置有連接器，所述連接器與所述連接桿轉(zhuǎn)動連接。

18、作為本發(fā)明進一步改進，所述動力出線設(shè)置多組；

19、所述信號線與控制器連接，由控制器低壓模塊供電，或信號線也與定子繞組直接連接，采用高壓供電。

20、第二方面，本發(fā)明提供一種矩陣電機，包括上述的適用于矩陣電機的磁吸式可控滑環(huán)。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：

22、本發(fā)明信號線連接電磁線圈，通過電流產(chǎn)生電磁力，吸引銜鐵帶動連接桿和刷絲旋轉(zhuǎn)，復(fù)位彈簧能夠在斷電后使連接桿回到初始位置，改變刷絲與滑環(huán)的接觸狀態(tài)。本發(fā)明采用簡單的磁吸模塊，實現(xiàn)迅速、精準(zhǔn)、高效的滑環(huán)工作狀態(tài)控制，提高了滑環(huán)和電機的壽命和可靠性。提出的磁吸式可控滑環(huán)，具有簡單可實現(xiàn)的磁吸模塊，通過磁吸模塊控制滑環(huán)的接觸狀態(tài)，實現(xiàn)滑環(huán)的工作狀態(tài)可控。相比于其他結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)更加簡單，體積更加小巧，可以安裝在中小型電機的精密滑環(huán)中。同時，由于反饋路徑更短，因此控制響應(yīng)迅速。通過采用復(fù)位彈簧，使作動只需要一個方向，提高了控制精準(zhǔn)度，降低了控制難度。對于矩陣電機而言，可以實現(xiàn)迅速、精準(zhǔn)、高效的滑環(huán)工作狀態(tài)控制，提高了滑環(huán)和電機的壽命和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種適用于矩陣電機的磁吸式可控滑環(huán)，其特征在于，包括：靜止模塊、磁吸模塊和旋轉(zhuǎn)模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于矩陣電機的磁吸式可控滑環(huán)，其特征在于，所述連接桿（15）設(shè)置兩個，兩個連接桿（15）平行且沿滑環(huán)轉(zhuǎn)子（32）軸向設(shè)置，所述磁吸模塊設(shè)置在兩個連接桿（15）之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于矩陣電機的磁吸式可控滑環(huán)，其特征在于，所述磁吸模塊包括鐵芯（21）、電磁線圈（22）、復(fù)位彈簧（23）和銜鐵（24）；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于矩陣電機的磁吸式可控滑環(huán)，其特征在于，所述兩個連接桿（15）之間設(shè)置多個鐵芯（21），鐵芯（21）與連接桿（15）形成矩形結(jié)構(gòu)，所述刷絲（16）設(shè)置在矩形的長邊上；

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于矩陣電機的磁吸式可控滑環(huán)，其特征在于，所述磁吸模塊還包括鐵芯支架（25），所述電磁線圈（22）被鐵芯支架（25）限制纏繞在鐵芯（21）上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適用于矩陣電機的磁吸式可控滑環(huán)，其特征在于，所述靜止模塊還包括信號線（11）、動力進線（12）和動力出線（13）；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適用于矩陣電機的磁吸式可控滑環(huán)，其特征在于，所述鐵芯支架（25）上部與所述基座（14）底部連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適用于矩陣電機的磁吸式可控滑環(huán)，其特征在于，所述基座（14）底部兩側(cè)設(shè)置有連接器（17），所述連接器（17）與所述連接桿（15）轉(zhuǎn)動連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求（6）所述的一種適用于矩陣電機的磁吸式可控滑環(huán)，其特征在于，所述動力出線（13）設(shè)置多組；

10.一種矩陣電機，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9任一項所述的一種適用于矩陣電機的磁吸式可控滑環(huán)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種適用于矩陣電機的磁吸式可控滑環(huán)，包括靜止模塊、磁吸模塊和旋轉(zhuǎn)模塊。靜止模塊包括信號線、動力進線、動力出線、基座、連接桿和刷絲。磁吸模塊包括鐵芯、電磁線圈、復(fù)位彈簧、銜鐵、鐵芯支架。旋轉(zhuǎn)模塊包括滑環(huán)轉(zhuǎn)子和導(dǎo)軌。所述信號線連接電磁線圈，通過電流產(chǎn)生電磁力，吸引銜鐵帶動連接桿和刷絲旋轉(zhuǎn)，復(fù)位彈簧能夠在斷電后使連接桿回到初始位置，改變刷絲與滑環(huán)的接觸狀態(tài)。本發(fā)明采用簡單的磁吸模塊，實現(xiàn)迅速、精準(zhǔn)、高效的滑環(huán)工作狀態(tài)控制，提高了滑環(huán)和電機的壽命和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：賈少鋒,孫鵬程,梁得亮,楊東旭
受保護的技術(shù)使用者：西安交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9