磁粉制动器加载特性研究

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1、磁粉制动器加载特性研究刘京亮北京精密机械研究所，北京100071E-mail:JL7519970@163.com.cn摘要：棊于电机伺服控制与测试试验平台，研究磁粉制动器的加载特性。通过设计各种加载实验及分析实验数据得：磁粉制动器的静态加载具冇明显的滞环现象；其阶跃上升响应时间人于阶跃下降响应时间，且响应时间只与输入电流频率冇关：跟踪加载的相位滞后只与输入电流频率有关；在额定扭矩范围内，当磁粉制动器的输入电流幅值以及转速越大时，其输出扭矩越大。为提高磁粉制动器的加载精度和数学建模提供依据。关键词：磁

2、粉制动器；模拟加载装置；动态载荷TheStudyofMagneticPowderBrakedLoadingCharacteristicLIUJingliangSchoolofAutomation,BeijingInstituteofTechnologyHaidianDistrict,Beijing100081E-mail:JL7519970@163.com.cnAbstract:Inordertostudytheloadingcharacteristicofmagneticpowderbrakein

3、rotarysystem,applyingtheelectricalmachineryservo-controlandtestsexperimentplatform,hasdesignedthestaticloadingexperiment,thedynamicloadingexperiment,thetrackloadingexperiment,usingthemethodofmathematicalstatistictoanalyze,thenobtainedthetimeofmagneticp

4、owderbrake'srisestepresponseislongerthanthedropstepresponse"s,andresponsetimedoesonlyhavematterwithinputcurrentfrequency,thetrackloadslaggingofphasedoesonlyhavematterwithinputcurrentfrequency;Intheratingtorquescope,whenthemagneticpowderbrakedinputcurre

5、ntandrotationalspeedisaggrandizement,itsoutputtorqueisaggrandizement.Whatismore,theanalysishasprovidedthebasisforthemagneticpowderbrake'smathematicsmodeling.KeyWords:MagneticPowderBrake;AnalogLoadingInstallment;DynamicLoading1引言综合国内外机械运动的加载方式，常见的有磁粉制动器

6、加载、电动机电控加载和电液伺服制动器加载三种方式。电动机电控加载和电液伺服制动器加载通常应用于功率较大的场合，而对于小功率加载系统，通常采用磁粉制动器加载。磁粉制动器具存性价比高、响应速度快、结构简单、无冲击、无振动、无噪音等优点，它主要用于张力自动控制系统和转矩转速功率测试系统，还可用于缓冲启动、过载保护、调速等系统山刀。磁粉制动器虽已得到广泛应用，但从冃前公开的资料來看，对其加载特性的研究比较少。本文利用电机伺服控制与测试试验台对磁粉制动器的加载特性进行研究。应用分段曲线拟合分析其静态特性，输入

7、阶跃电流研究其响应特性，并研究磁粉制动器转速、输入电流与其跟踪输入的特性关系。通过研究分析，获得磁粉制动器的加载特性，为更好的应用和控制磁粉制动器，提高其加载精度以及为其数学建模提供参考资料。2磁粉制动器结构及工作原理磁粉制动器按照不同标准可分为多种类型，木试验台使用自然冷却、外売旋转式磁粉制动器，其内部结构图和实物图如图1所示，主要由静止体、旋转体（转动部分）、励磁线圈、磁粉等部分组成。磁粉制动器在工作时，旋转体相对静止体是转动的，激磁线圈被安装在定子屮并与直流电源连接。在转子小和线圈中心位置相对

8、应的是隔磁环，它的主要用途是阻隔磁力线未经过工作间隙便形成磁场冋路。图1磁粉制动器内部结构图和实物图Fig.lTheinternalstructureandthepictureofMPB磁粉制动器的工作机理是：当电流流过激磁线圈时随Z建立磁场，此时，磁粉在工作间隙中形成很多小的磁粉链，在磁场的作用下，磁粉链按线圈的径向均匀分布。在制动器的转子和对定子转动吋，磁粉制动器工作。磁粉链是不断的形成与断裂的，但总冇一定的数虽的磁粉链传递着作用力，这些磁粉链中的被磁化的磁粉在垂