本發(fā)明涉及一種電磁發(fā)射裝置，具體涉及一種高速螺旋式電磁發(fā)射裝置，屬于電氣工程技術(shù)領域。

背景技術(shù)：
電磁傳動技術(shù)是一種綠色的動能傳動技術(shù)，廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)和交通領域中，電磁傳動作為一項關(guān)鍵技術(shù)，起到舉足輕重的作用。在工業(yè)交通領域，電磁傳動技術(shù)可用于電磁抽油機和高速電磁列車。電磁傳動技術(shù)基于電磁感應原理，將電磁能轉(zhuǎn)化為動子等有效載荷的動能。與常規(guī)的化學或單純的機械傳動方式相比，電磁傳動可以提供較大的動能，將動子等有效載荷加速到化學或純機械傳動方式難以達到的速度，且具有速度可調(diào)控，精度高等優(yōu)點。此外，電磁傳動過程不易受到干擾，無噪聲，系統(tǒng)生存能力強。現(xiàn)有的電磁傳動裝置型式較多，動子的運動方式?jīng)Q定著裝置的應用場合，對于工業(yè)傳輸場合，提高裝置工作時動子的運行速度，同時減小動子在傳動時的運行阻力十分關(guān)鍵。此外，電磁感應過程會在電磁傳動裝置的各結(jié)構(gòu)中聚集大量的熱量，如何高效地對電磁傳動裝置進行有效地熱量散發(fā)，提高電磁傳動裝置的使用壽命也十分關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
在下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。鑒于此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提高單位體積內(nèi)動子同時獲得自旋和加速的能力，減小動子在傳動后所受的介質(zhì)阻力；以及，如何實現(xiàn)對電磁傳動裝置各結(jié)構(gòu)的高效散熱，提高電磁傳動裝置的使用壽命。本發(fā)明旨在提出一種高速螺旋式電磁發(fā)射裝置來解決上述技術(shù)問題。本發(fā)明提出的一種高速螺旋式電磁發(fā)射裝置，包括定子鐵心、動子、中心軸、連接桿和固定拖，定子鐵心為周向分段結(jié)構(gòu)，在定子鐵心上同時嵌放兩套繞組，其中一套繞組為沿圓周分布的軸向背繞繞組，另一套繞組為沿軸向分布的周向疊繞組，軸向背繞繞組采用普通三相交流電供電或兩相交流電供電，周向疊繞組采用變頻的兩相交流電供電；所述動子的表面采用高電導率的金屬殼制成，動子套在高光滑度的中心軸上，中心軸和定子鐵心通過連接桿進行固定連接，中心軸上安裝有固定拖，中心軸和定子鐵心同步旋轉(zhuǎn)。進一步地：所述定子鐵心沿周向可分為4-6段，每段定子鐵心之間設置等間距的通風溝。如此設置，降低定子鐵心、軸向背繞繞組和周向疊繞組中電磁損耗引起的溫升，同時為高速運動的動子表面風摩損耗產(chǎn)生的熱量提供疏散的通路。進一步地：在定子鐵心和連接桿之間置有緩沖圈，緩沖圈套裝在中心軸底部，在休眠狀態(tài)下動子與緩沖圈接觸。防止電磁傳動裝置中動子自身重力引起的對相關(guān)連接結(jié)構(gòu)的磨損。進一步地：每段定子鐵心之間的通風溝內(nèi)通入惰性氣體，惰性氣體的流動方式為偏離徑向方向的斜流式；通風溝內(nèi)惰性氣體斜流的傾向方向與動子旋轉(zhuǎn)方向同向。如此設置，惰性氣體斜流的方式既可以減少動子運動時的阻力，又起到對動子的助推作用。進一步地：所述金屬殼的電導率為10000000S/m-100000000S/m。如此設置，使得動子表面感應渦流，進一步產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。進一步地：所述中心軸的表面粗糙度為0.008Ra/μm-0.025Ra/μm，如此設置，減小動子與中心軸之間的摩擦阻力。本發(fā)明所達到的效果為：高速螺旋式電磁發(fā)射裝置有效提高裝置的伺服效力，集成繞組嵌放在同一個定子鐵心內(nèi)，可實現(xiàn)在任意軸向位置同時建立兩個動態(tài)磁場，提高裝備單位體積利用率，電磁傳動裝置的定子集成繞組通電后可以使動子在任意軸向位置同時獲得自旋和加速的效果，既適合小型動子傳動，又適合大型動子傳動，避免多套獨立裝置空間浪費及動子不同位置電磁轉(zhuǎn)矩不均現(xiàn)象。定子疊繞組采用兩相交流電供電方式，可以使氣隙中的平移磁場在軸向方向的速度提升，使動子獲得單位動能的時間縮短。此外，定子鐵心采用周向分離的結(jié)構(gòu)，通過向周向分離的定子之間的通風溝內(nèi)注入斜流式的惰性冷卻氣體，一方面實現(xiàn)對定子和動子的一體化強迫冷卻，加強定子和動子的有效冷卻作用，避免因電磁損耗產(chǎn)生的熱量在定子鐵心和繞組內(nèi)大量聚集所造成的結(jié)構(gòu)件受熱變性，定子鐵心段之間的通風溝為高速運動的動子表面風摩損耗引起的熱量提供了重要的疏散路徑，防止動子過熱造成的內(nèi)部故障的發(fā)生，另一方面，由于斜流式的惰性冷卻氣體的傾向方向與動子旋轉(zhuǎn)方向保持同向，可以減少動子運動時的阻力，同時，斜流的冷卻氣體起到對動子的助推作用，可提高裝備的伺服穩(wěn)定性及可靠性。附圖說明圖1為高速螺旋式電磁傳動裝置；圖2為圖1中A-A的截面圖；圖3為高速螺旋式電磁傳動裝置通風溝內(nèi)氣流流動方向與動子旋轉(zhuǎn)方向?qū)Ρ葓D。圖中：1-定子鐵心；2-軸向背繞繞組；3-周向疊繞組；4-動子；5-氣隙；6-中心軸；7-連接桿；8-固定拖；9-通風溝；10-惰性氣體。具體實施方式在下文中將結(jié)合附圖對本發(fā)明的示范性實施例進行描述。為了清楚和簡明起見，在說明書中并未描述實際實施方式的所有特征。然而，應該了解，在開發(fā)任何這種實際實施例的過程中必須做出很多特定于實施方式的決定，以便實現(xiàn)開發(fā)人員的具體目標，例如，符合與系統(tǒng)及業(yè)務相關(guān)的那些限制條件，并且這些限制條件可能會隨著實施方式的不同而有所改變。此外，還應該了解，雖然開發(fā)工作有可能是非常復雜和費時的，但對得益于本發(fā)明公開內(nèi)容的本領域技術(shù)人員來說，這種開發(fā)工作僅僅是例行的任務。在此，還需要說明的一點是，為了避免因不必要的細節(jié)而模糊了本發(fā)明，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本發(fā)明的方案密切相關(guān)的裝置結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本發(fā)明關(guān)系不大的其他細節(jié)。本實施方式的高速螺旋式電磁發(fā)射裝置，參見圖1和圖2可知，在高速螺旋式電磁傳動裝置的定子鐵心1上同時嵌放兩套繞組，一套繞組為沿圓周分布的軸向背繞繞組2，用于建立周向旋轉(zhuǎn)的磁場，另一套繞組為沿軸向分布的周向疊繞組3，用于建立軸向平移的磁場，在定子鐵心1和動子4之間的氣隙5中的任一軸向位置都同時存在兩個動態(tài)的磁場，使動子4做螺旋式運動；定子鐵心1為周向分段結(jié)構(gòu)，軸向背繞繞組2采用普通三相交流電供電或兩相交流電供電，使動子4獲得自旋能力，周向疊繞組3采用變頻的兩相交流電供電，提升動子4單位距離內(nèi)獲得的動能；動子4的表面采用高電導率的金屬殼制成，動子4套在高光滑度的中心軸6上，中心軸6和定子鐵心1通過連接桿7進行固定連接，中心軸6的一端與固定拖8進行連接，中心軸6和定子鐵心1可以同步旋轉(zhuǎn)，調(diào)整動子4的傳動角度；另外，根據(jù)一種實現(xiàn)方式，若軸向背繞繞組2采用普通三相交流電供電，定子鐵心1沿周向可分為六段，若軸向背繞繞組2采用兩相交流電供電，定子鐵心1沿周向可分為四段，每段定子鐵心1之間留有等間距的通風溝9。另外，根據(jù)一種實現(xiàn)方式，在定子鐵心1和連接桿7之間放置緩沖圈11，緩沖圈11套裝在中心軸6底部，在休眠狀態(tài)下，動子4與緩沖圈11接觸，防止電磁傳動裝置中動子4自身重力引起的對相關(guān)連接結(jié)構(gòu)的磨損。另外，根據(jù)一種實現(xiàn)方式，每段定子鐵心1之間的通風溝9內(nèi)通入冷卻的惰性氣體10進行冷卻，降低定子鐵心1、軸向背繞繞組2和周向疊繞組3中電磁損耗引起的溫升，同時為高速運動的動子4表面風摩損耗產(chǎn)生的熱量提供疏散的通路。另外，根據(jù)一種實現(xiàn)方式，每段定子鐵心1之間的通風溝9內(nèi)通入惰性氣體10，惰性氣體10的流動方式為偏離徑向方向的斜流式，在圖3中以實心箭頭表示，動子4旋轉(zhuǎn)方向，在圖3中以空心箭頭表示，通風溝9內(nèi)惰性氣體10斜流的傾向方向，兩者方向同向。這種惰性氣體10斜流的方式既可以減少動子4運動時的阻力，又起到對動子4的助推作用。高速螺旋式電磁傳動裝置，周向旋轉(zhuǎn)磁場和軸向平移磁場同時在定子和動子之間的氣隙中存在，使動子做螺旋式運動，傳動后的動子具有較強的自旋能力，減少動子運行過程中受到的介質(zhì)阻力。沿軸向分布的周向疊繞組采用兩相交流供電，實現(xiàn)動子在單位長度內(nèi)獲取較大初速度，提高動子作戰(zhàn)能力。定子集成繞組的電磁傳動裝置使動子在任意軸向位置同時獲得自旋和加速效果，增強散熱能力，既適合小型動子傳動，又適合大型動子傳動，提高裝備單位體積利用率，避免多套獨立裝置空間浪費及動子不同位置電磁轉(zhuǎn)矩不均現(xiàn)象。雖然本發(fā)明所揭示的實施方式如上，但其內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案而采用的實施方式，并非用于限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術(shù)領域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭示的核心技術(shù)方案的前提下，可以在實施的形式和細節(jié)上做任何修改與變化，但本發(fā)明所限定的保護范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書限定的范圍為準。