专利名称：吸力式混合磁悬浮装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种磁悬浮装置，属于磁悬浮技术领域。
众所周知，磁铁对于铁磁性的物体具有吸引力。利用这种吸引力，再通过自动控制使物体无接触且稳定地悬浮在空中，便是吸力式磁悬浮技术。这一技术是磁悬浮技术中应用最为广泛的一种，目前主要应用在磁悬浮轴承上，具有无摩擦、转速高、运行平稳、低维护等特点，深受人们的喜爱。目前的吸力式磁悬浮主要采用的是单纯依靠可控的电磁体对于物体的吸力实现物体的自由、稳定地悬浮的主动吸力式磁悬浮技术。采用这种方式的缺点在于，由于电磁体的磁感应强度与电流成正比，小电流时，它的负载能力受到电流的限制，而大电流不仅会造成线圈发热量的增加，也会造成能耗的增加。而采用永磁体与电磁体相结合的混合吸力式磁悬浮，就能够使大部分负载由不需外加能量的永磁体承担，从而减少了电磁体的负担，这样，不仅降低了电磁体的发热量，而且节省了能源，又增加了负载能力。
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、技术先进、节约能源并且负载能力强的磁悬浮装置。这种磁悬浮装置既可用作演示教具，也可作为儿童玩具或高科技展示等。
为实现上述目的，本实用新型是采用下述方案实现的本实用新型包括位置传感器、永磁铁、悬浮体、电磁铁、控制电路、底座、支架。传感器与永磁体安装在支架上，而电磁体安装在底座上。位置传感器的输出接控制电路的输入，控制电路的输出接功放电路的输入，控制功放电路输出的变化，功放电路的输出控制电磁铁线圈电流的大小，悬浮体为铁磁材料或含有铁磁材料的物体。
本实用新型的工作原理如下采用能够对悬浮体产生大于悬浮重力的永磁力的永磁体，置于悬浮体的上方，这样，永磁体对悬浮体就具有一个向上的吸引力；而将电磁体置于悬浮体的下方，通电后，电磁体便对悬浮体具有一个向下的吸引力。当永磁吸引力与电磁吸引力的合力与悬浮体的重力相等时，悬浮体就可以悬浮于空中。支架上的传感器监测悬浮体与永磁体之间的气隙变化，并输出信号到控制电路，经处理后形成控制信号，自动调节电磁体的线圈电流，从而改变电磁吸力，使悬浮体实现自由稳定地悬浮。
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明。
附
图1为本实用新型的结构示意图。
附图2为本实用新型的控制部分电路图。
见附
图1，本实用新型包括位置传感器1、永磁铁2、悬浮体3、电磁铁4、控制器5、底座6、支架7。所述底座6上设有支架7和电磁铁4，支架7的上部设有永磁铁2以及位置传感器1，电磁铁4位于永磁铁2的正下方，悬浮体3的平衡位置设在电磁铁4与永磁铁2之间，位置传感器1的输出接控制器5输入，控制器5的输出接电磁铁，控制器5输出的控制信号通过功率放大器放大，控制电磁铁4产生电磁力，控制器5安装在底座内。
本实用新型的工作原理如下参见
图1、2，由位置传感器1检测悬浮体3与永磁铁4之间的距离变化，其输出信号送至由W1、W2和W3及其外围电路组成的积微分电路，输出ID信号。由运算放大器W4及其外围电路构成的比例环节得到比例信号，该比例信号经过由运算放大器UIA及其外围电路组成的比较电路和由运算放大器UIB及其外围电路组成的反馈电路后，输入至由3525芯片及其外围电路构成的PWM脉宽调制电路，将模拟信号转化成数字信号后，经过隔离变压器和滤波电路后，输出至开关功放电路，作为大功率MOS管IRFP450的驱动。开关功放采用的是由IRFP450及其外围电路构成的半桥开关功放，开关功放的输出经过滤波，控制电磁铁4线圈中电流的大小，产生相应的电磁吸引力，使悬浮体稳定悬浮。
本实施例中的位置传感器1为电涡流位置传感器，其系统的工作机理是电涡流效应。当接通传感器电源后，传感器1就会产生一个高频电流信号，并在传感器1的头部产生交变磁场，如果有金属导体材料接近，则会在导体表面产生电涡流场，这个电涡流场会产生一个与传感器1的头部相反的交变磁场，并反作用于传感器1，使其产生的高频电流的幅度和相位发生改变，这样，就能通过改变的量测量出金属导体的位置。
综上所述，本实用新型具有结构简单、技术先进、节约能源、负载能力强、应用广泛的特点，不仅可以用作演示教具，亦可用于广告装置、城市标志物、玩具以及高科技展示等。
权利要求1.一种永磁、电磁混合磁悬浮装置，包括位移传感器1、永磁体2、悬浮体3、电磁体4、控制器5、底座6、支架7，所述底座6上设有支架7，其特征在于支架7上设有永磁体2和传感器1，传感器1的输出接控制器5的输入。
2.根据权利要求1所述的混合磁悬浮装置，其特征还在于，传感器1可以位于电磁体内。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的混合磁悬浮装置，其特征还在于悬浮体3可以是铁磁性材料或含有铁磁性材料的物体。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的混合磁悬浮装置，其特征还在于永磁体2可以不止一个。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的混合磁悬浮装置，其特征还在于电磁铁4可以不止一个。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的混合磁悬浮装置，其特征还在于传感器1可以是任何位移传感器。
专利摘要一种永磁、电磁混合磁悬浮装置，包括永磁体、位移传感器、悬浮体、电磁体、控制器、底座、支架。传感器与永磁体安装在支架上，而电磁体安装在底座上，这种混合磁悬浮装置结构简单，节省能源，技术先进，是一种开拓性的高科技产品，可广泛应用于演示教具、玩具、广告装置以及高科技展示品等。
文档编号A63H33/26GK2561163SQ02267888
公开日2003年7月16日 申请日期2002年6月27日 优先权日2002年6月27日
发明者刘淑琴, 边忠国, 李冀臻, 尹春雷 申请人:山东科技大学济南校区