CN104132086B - 平面不对称电磁阻尼器 - Google Patents

平面不对称电磁阻尼器 Download PDF

Info

Publication number
CN104132086B
CN104132086B CN201410361885.8A CN201410361885A CN104132086B CN 104132086 B CN104132086 B CN 104132086B CN 201410361885 A CN201410361885 A CN 201410361885A CN 104132086 B CN104132086 B CN 104132086B
Authority
CN
China
Prior art keywords
plate
permanent magnets
shaped permanent
upper strata
lower floor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410361885.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104132086A (zh
Inventor
田俊梅
刘民凯
付文华
闫爱青
吕高
王国枝
韩肖宁
张学军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanxi Horui Electric Power Science And Technology Research Institute Co ltd
Original Assignee
Shanxi University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanxi University filed Critical Shanxi University
Priority to CN201410361885.8A priority Critical patent/CN104132086B/zh
Publication of CN104132086A publication Critical patent/CN104132086A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104132086B publication Critical patent/CN104132086B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及电磁阻尼器,具体是一种平面不对称电磁阻尼器。本发明解决了传统平面电磁阻尼器阻尼力较小的问题。平面不对称电磁阻尼器包括初级和次级;所述初级包括上层轭板、下层轭板、n个上层板状永磁体、n+1个下层板状永磁体;第i个上层板状永磁体的下板面前半部与第i个下层板状永磁体的上板面后半部正对,且第i个上层板状永磁体的下板面与第i个下层板状永磁体的上板面互为极性相反的磁极面;第i个上层板状永磁体的下板面后半部与第i+1个下层板状永磁体的上板面前半部正对,且第i个上层板状永磁体的下板面与第i+1个下层板状永磁体的上板面为极性相同的磁极面。本发明适用于航天、航空、军工、枪炮、汽车、电力和建筑等领域。

Description

平面不对称电磁阻尼器
技术领域
本发明涉及电磁阻尼器,具体是一种平面不对称电磁阻尼器。
背景技术
目前,阻尼器按照工作原理可分为弹簧阻尼器、粘滞阻尼器、电磁阻尼器。其中,弹簧阻尼器普遍存在容易老化的问题,粘滞阻尼器普遍存在维护困难的问题。相较于弹簧阻尼器和粘滞阻尼器,电磁阻尼器不容易老化且更加便于维护,因此其应用更加广泛。传统的平面电磁阻尼器由初级和次级组成。所述初级由上层轭板1、下层轭板2、n个上层板状永磁体3、n个下层板状永磁体4组成。上层板状永磁体固定于上层轭板的下板面,下层板状永磁体固定于下层轭板的上板面。上层板状永磁体和下层板状永磁体共同形成上下对称结构,且上层板状永磁体和下层板状永磁体的磁极对应法则为N-S-N-S对应法则。在N-S-N-S对应法则下,上层板状永磁体和下层板状永磁体共同产生初级磁场,初级磁场磁力线分布如图1所示。所述次级由金属板5(通常为铜板或铝板)组成。金属板可移动地设置于上层板状永磁体与下层板状永磁体之间的气隙内。工作时,金属板在气隙内进行运动并切割初级磁场磁力线,使得金属板中根据楞次定律产生涡流,进而产生阻碍原磁场变化的新磁场。最终,在新磁场、涡流、金属板运动的共同作用下,金属板上产生阻尼力(阻尼力阻碍金属板的运动,且阻尼力的方向与金属板的运动方向相反)。阻尼力的计算公式如下:
(1);
式(1)中:df为金属板中涡流元所受的阻尼力;dB为金属板所在位置的磁通密度;i为金属板中涡流元的电流强度;dl为金属板中涡流元的流通路径的单位长度。
根据式(1)可知,决定金属板上产生的阻尼力大小的因素为金属板所在位置的磁通密度和金属板中涡流元的电流强度。而金属板中涡流元的电流强度的计算公式如下:
(2);
式(2)中:i为金属板中涡流元的电流强度;R为金属板中涡流流经的电阻;为金属板在气隙内运动时遭遇到的初级磁场变化率。
根据式(2)可知,决定金属板中涡流元的电流强度的因素为金属板中涡流流经的电阻和金属板在气隙内运动时遭遇到的初级磁场变化率。由于金属板通常采用低电阻率的铜板或铝板,金属板中涡流流经的电阻通常是恒定的。因此,在不改变金属板的材料、形状、运动速度的前提下,若要增大金属板上产生的阻尼力,势必需要改变初级磁场的分布特性,以提高金属板在气隙内运动时遭遇到的初级磁场变化率。
实践表明,传统的平面电磁阻尼器由于自身结构所限,存在如下问题:其一,由于初级采用上下对称结构,且初级的磁极对应法则采用N-S-N-S对应法则,导致初级磁场磁力线较为均匀地穿过金属板所在的气隙,如图1所示。其二,由于次级采用单一的金属板组成,金属板遭遇到的初级磁场变化率仅与金属板本身运动的位置有关,导致金属板上产生的阻尼力完全是被动产生的。而上述两种原因均导致金属板在气隙内运动时遭遇到的初级磁场变化率较小,由此导致金属板中产生的涡流较小,从而导致金属板上产生的阻尼力较小。基于此,有必要发明一种全新的电磁阻尼器,以解决传统平面电磁阻尼器阻尼力较小的问题。
发明内容
本发明为了解决传统平面电磁阻尼器阻尼力较小的问题,提供了一种平面不对称电磁阻尼器。
本发明是采用如下技术方案实现的:平面不对称电磁阻尼器,包括初级和次级;所述初级包括上层轭板、下层轭板、n个上层板状永磁体、n+1个下层板状永磁体;所述次级包括金属板、薄板状永磁体;其中,下层轭板与上层轭板相互平行,且下层轭板的上板面与上层轭板的下板面相互正对;上层板状永磁体的上板面和下板面互为极性相反的磁极面;下层板状永磁体的上板面和下板面互为极性相反的磁极面;n个上层板状永磁体的上板面均与上层轭板的下板面固定,且n个上层板状永磁体由前向后依次紧邻排列;相邻两个上层板状永磁体的上板面互为极性相反的磁极面;n+1个下层板状永磁体的下板面均与下层轭板的上板面固定,且n+1个下层板状永磁体由前向后依次紧邻排列;相邻两个下层板状永磁体的下板面互为极性相反的磁极面;第i个上层板状永磁体的下板面前半部与第i个下层板状永磁体的上板面后半部正对,且第i个上层板状永磁体的下板面与第i个下层板状永磁体的上板面互为极性相反的磁极面;第i个上层板状永磁体的下板面后半部与第i+1个下层板状永磁体的上板面前半部正对,且第i个上层板状永磁体的下板面与第i+1个下层板状永磁体的上板面为极性相同的磁极面;n个上层板状永磁体的下板面均齐平,且n个上层板状永磁体的下板面共同构成第一平面;n+1个下层板状永磁体的上板面均齐平,且n+1个下层板状永磁体的上板面共同构成第二平面;第二平面与第一平面之间设有气隙;金属板与上层轭板相互平行,且金属板可移动地设置于气隙内;薄板状永磁体的后板面与金属板的前端面固定;n为正整数;i为正整数,且1≤i≤n。
工作时,n个上层板状永磁体和n+1个下层板状永磁体共同形成上下不对称结构,且n个上层板状永磁体和n+1个下层板状永磁体的磁极对应法则为SN-SS-NS-NN对应法则。在SN-SS-NS-NN对应法则下,n个上层板状永磁体和n+1个下层板状永磁体共同产生初级磁场,初级磁场磁力线分布如图3所示。具体工作过程如下:金属板和薄板状永磁体在气隙内进行运动并切割初级磁场磁力线,使得金属板中形成涡流,由此使得金属板上产生阻尼力。基于上述过程,与传统平面电磁阻尼器相比,本发明所述的平面不对称电磁阻尼器具有如下优点:其一,本发明所述的平面不对称电磁阻尼器的初级采用上下不对称结构,且初级的磁极对应法则采用SN-SS-NS-NN对应法则。在SN-SS-NS-NN对应法则下,初级磁场磁力线不再像传统平面电磁阻尼器的初级磁场磁力线一样均匀地穿过气隙,而是在同极性位置(即SS位置和NN位置)由于磁极极性相同而相互排斥到金属板运动方向。这样,在同极性位置的初级磁场磁力线加密,磁通密度大大加强,金属板在气隙内运动时将遭遇到变化率更高的初级磁场。同时,在SN-SS-NS-NN对应法则下,各个板状永磁体(即n个上层板状永磁体和n+1个下层板状永磁体)在金属板的运动方向上形成了交变频率更高的移行磁场(传统平面电磁阻尼器初级永磁体阵列每个单元的移行磁场的交变频率为NS-SN交变1次,该移行磁场的交变频率为SN-SS-NS-NN交变3次)。因此,通过采用上下不对称结构的磁极分布和SN-SS-NS-NN对应法则,使得金属板在气隙内运动时遭遇到的初级磁场变化率大幅增大,由此使得金属板中产生的涡流大幅增大,从而使得金属板上产生的阻尼力大幅增大。其二,本发明所述的平面不对称电磁阻尼器的次级采用金属板和薄板状永磁体组合而成。薄板状永磁体非常薄,且其磁性与各个板状永磁体相比非常弱。因此,薄板状永磁体在运动过程中的主要作用是主动收集初级磁场磁力线,由此提高位于薄板状永磁体后方的金属板遭遇到的初级磁场变化率。通过增设薄板状永磁体,使得初级磁场磁力线在金属板的前端快速聚集,由此使得金属板遭遇到的初级磁场变化率不仅仅与金属板本身运动的位置有关,从而使得金属板在气隙内运动时遭遇到的初级磁场变化率加速增大,进而使得金属板中产生的涡流进一步增大,最终使得金属板上产生的阻尼力进一步增大。试验表明,本发明所述的平面不对称电磁阻尼器产生的阻尼力是传统的电磁阻尼器产生的阻尼力的5倍以上。综上所述,本发明所述的平面不对称电磁阻尼器通过采用全新结构,有效解决了传统平面电磁阻尼器阻尼力较小的问题。
本发明结构合理、设计巧妙,有效解决了传统平面电磁阻尼器阻尼力较小的问题,适用于航天、航空、军工、枪炮、汽车、电力和建筑等领域。
附图说明
图1是传统平面电磁阻尼器的初级磁场磁力线分布示意图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是本发明的初级磁场磁力线分布示意图。
图中:1-上层轭板,2-下层轭板,3-上层板状永磁体,4-下层板状永磁体,5-金属板,6-薄板状永磁体,7-气隙。
具体实施方式
平面不对称电磁阻尼器,包括初级和次级;
所述初级包括上层轭板1、下层轭板2、n个上层板状永磁体3、n+1个下层板状永磁体4;所述次级包括金属板5、薄板状永磁体6;
其中,下层轭板2与上层轭板1相互平行,且下层轭板2的上板面与上层轭板1的下板面相互正对;
上层板状永磁体3的上板面和下板面互为极性相反的磁极面;
下层板状永磁体4的上板面和下板面互为极性相反的磁极面;
n个上层板状永磁体3的上板面均与上层轭板1的下板面固定,且n个上层板状永磁体3由前向后依次紧邻排列;相邻两个上层板状永磁体3的上板面互为极性相反的磁极面;
n+1个下层板状永磁体4的下板面均与下层轭板2的上板面固定,且n+1个下层板状永磁体4由前向后依次紧邻排列;相邻两个下层板状永磁体4的下板面互为极性相反的磁极面;
第i个上层板状永磁体3的下板面前半部与第i个下层板状永磁体4的上板面后半部正对,且第i个上层板状永磁体3的下板面与第i个下层板状永磁体4的上板面互为极性相反的磁极面;
第i个上层板状永磁体3的下板面后半部与第i+1个下层板状永磁体4的上板面前半部正对,且第i个上层板状永磁体3的下板面与第i+1个下层板状永磁体4的上板面为极性相同的磁极面;
n个上层板状永磁体3的下板面均齐平,且n个上层板状永磁体3的下板面共同构成第一平面;
n+1个下层板状永磁体4的上板面均齐平,且n+1个下层板状永磁体4的上板面共同构成第二平面;
第二平面与第一平面之间设有气隙7;
金属板5与上层轭板1相互平行,且金属板5可移动地设置于气隙7内;
薄板状永磁体6的后板面与金属板5的前端面固定;
n为正整数;i为正整数,且1≤i≤n。
具体实施时,n的数值为2。第1个上层板状永磁体的上下厚度、第2个上层板状永磁体的上下厚度、第1个下层板状永磁体的上下厚度、第2个下层板状永磁体的上下厚度、第3个下层板状永磁体的上下厚度均一致。第1个上层板状永磁体的左右宽度、第2个上层板状永磁体的左右宽度、第1个下层板状永磁体的左右宽度、第2个下层板状永磁体的左右宽度、第3个下层板状永磁体的左右宽度均一致。第1个上层板状永磁体的前后长度、第2个上层板状永磁体的前后长度、第2个下层板状永磁体的前后长度均一致。第1个下层板状永磁体的前后长度、第3个下层板状永磁体的前后长度均为第2个下层板状永磁体的前后长度的1/2。金属板采用高电导率金属板。

Claims (1)

1.一种平面不对称电磁阻尼器,其特征在于:包括初级和次级;
所述初级包括上层轭板(1)、下层轭板(2)、n个上层板状永磁体(3)、n+1个下层板状永磁体(4);所述次级包括金属板(5)、薄板状永磁体(6);
其中,下层轭板(2)与上层轭板(1)相互平行,且下层轭板(2)的上板面与上层轭板(1)的下板面相互正对;
上层板状永磁体(3)的上板面和下板面互为极性相反的磁极面;
下层板状永磁体(4)的上板面和下板面互为极性相反的磁极面;
n个上层板状永磁体(3)的上板面均与上层轭板(1)的下板面固定,且n个上层板状永磁体(3)由前向后依次紧邻排列;相邻两个上层板状永磁体(3)的上板面互为极性相反的磁极面;
n+1个下层板状永磁体(4)的下板面均与下层轭板(2)的上板面固定,且n+1个下层板状永磁体(4)由前向后依次紧邻排列;相邻两个下层板状永磁体(4)的下板面互为极性相反的磁极面;
第i个上层板状永磁体(3)的下板面前半部与第i个下层板状永磁体(4)的上板面后半部正对,且第i个上层板状永磁体(3)的下板面与第i个下层板状永磁体(4)的上板面互为极性相反的磁极面;
第i个上层板状永磁体(3)的下板面后半部与第i+1个下层板状永磁体(4)的上板面前半部正对,且第i个上层板状永磁体(3)的下板面与第i+1个下层板状永磁体(4)的上板面为极性相同的磁极面;
n个上层板状永磁体(3)的下板面均齐平,且n个上层板状永磁体(3)的下板面共同构成第一平面;
n+1个下层板状永磁体(4)的上板面均齐平,且n+1个下层板状永磁体(4)的上板面共同构成第二平面;
第二平面与第一平面之间设有气隙(7);
金属板(5)与上层轭板(1)相互平行,且金属板(5)可移动地设置于气隙(7)内;
薄板状永磁体(6)的后板面与金属板(5)的前端面固定;
n为正整数;i为正整数,且1≤i≤n。
CN201410361885.8A 2014-07-28 2014-07-28 平面不对称电磁阻尼器 Active CN104132086B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410361885.8A CN104132086B (zh) 2014-07-28 2014-07-28 平面不对称电磁阻尼器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410361885.8A CN104132086B (zh) 2014-07-28 2014-07-28 平面不对称电磁阻尼器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104132086A CN104132086A (zh) 2014-11-05
CN104132086B true CN104132086B (zh) 2015-12-30

Family

ID=51804883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410361885.8A Active CN104132086B (zh) 2014-07-28 2014-07-28 平面不对称电磁阻尼器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104132086B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104485760B (zh) * 2014-12-03 2017-03-08 中国科学院电工研究所 一种无损捕获高速运动金属物体的电磁装置
CN105329695B (zh) * 2015-11-24 2018-04-17 中冶南方工程技术有限公司 一种永磁涡流动态张力控制器
CN106015420B (zh) * 2016-08-08 2018-05-11 河海大学 一种半主动式振动控制电涡流阻尼器
CN109083975A (zh) * 2017-06-13 2018-12-25 上海蔚来汽车有限公司 动力机构的隔振装置和包含该隔振装置的电动汽车
CN111981084B (zh) * 2020-08-21 2021-05-18 电子科技大学 一种电涡流阻尼器
CN112343196B (zh) * 2020-10-10 2022-05-17 广东省建筑设计研究院有限公司 一种多级变阻尼阻尼器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01108431A (ja) * 1987-10-22 1989-04-25 Toshiba Corp 磁気ダンパ装置
JPH04341632A (ja) * 1991-05-16 1992-11-27 Fuji Elelctrochem Co Ltd 磁気ダンパ装置
JP2000346129A (ja) * 1999-06-10 2000-12-12 Tokin Corp 振動除去装置
CN103728006A (zh) * 2014-01-24 2014-04-16 中国计量科学研究院 一种三维磁场电磁阻尼装置及方法
CN204004126U (zh) * 2014-07-28 2014-12-10 山西大学 平面不对称电磁阻尼器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070131830A1 (en) * 2005-12-14 2007-06-14 Northrop Grumman Corporation Variable temperature magnetic damper

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01108431A (ja) * 1987-10-22 1989-04-25 Toshiba Corp 磁気ダンパ装置
JPH04341632A (ja) * 1991-05-16 1992-11-27 Fuji Elelctrochem Co Ltd 磁気ダンパ装置
JP2000346129A (ja) * 1999-06-10 2000-12-12 Tokin Corp 振動除去装置
CN103728006A (zh) * 2014-01-24 2014-04-16 中国计量科学研究院 一种三维磁场电磁阻尼装置及方法
CN204004126U (zh) * 2014-07-28 2014-12-10 山西大学 平面不对称电磁阻尼器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
不完全对称电磁阻尼器优化设计;李建美等;《机械设计与研究》;20030831;第19卷(第4期);第68页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104132086A (zh) 2014-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104132086B (zh) 平面不对称电磁阻尼器
CN104967276A (zh) 液体冷却无铁心永磁直线电机
CN103077872A (zh) 一种多带状电子注通道的梳形慢波结构
CN204004126U (zh) 平面不对称电磁阻尼器
CN104455141B (zh) 串联磁路混合励磁直线电磁阻尼器
CN107482871A (zh) 单元电机模块化连续极永磁同步直线电机
CN103712764A (zh) 电磁力锤
CN204897971U (zh) 一种磁场热处理装置
CN205070635U (zh) 一种永磁电动机转子冲片的结构
CN205123553U (zh) 一种弧形永磁体的无铁芯永磁同步直线电机
CN104785930A (zh) 一种动铁单元方铁的制作治具及制作方法
CN103966567B (zh) 一种平面靶材的磁场结构及其使用方法
CN203621747U (zh) 一种人防防护设备的立轴焊接装置
CN207140808U (zh) 一种磁性伸缩执行装置
CN104015147B (zh) 一种用于永磁高场强磁滤机磁系的工装夹具
CN203297224U (zh) 一种用于固定柱体的机械件
CN105449978A (zh) 一种弧形永磁体的无铁芯永磁同步直线电机
CN204559342U (zh) 永磁体分段pwm排列正弦波盘式电机
CN205376240U (zh) 一种纯永磁型永磁波荡器的磁结构
CN104852667A (zh) 一种直线电机控制系统及应用该系统的电磁弹射器试验台
CN105186739A (zh) 电机、其电磁设计结构及其磁钢的加工方法
CN203125151U (zh) 一种具有超长行程的直线运动模组
CN203817563U (zh) 一种双主轴结构装置
CN207616170U (zh) 一种切割钕铁硼磁材的多工位固定夹紧装置
CN216145475U (zh) 一种高电阻率钕铁硼永磁合金磁瓦

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190515

Address after: 030006 West Side of 6th Floor, Block A, High-tech Home Estate, No. 38 Industrial Road, Taiyuan Xuefu Park, Shanxi Comprehensive Reform Demonstration Area, Taiyuan City, Shanxi Province

Patentee after: SHANXI YUNSHIDAI INTELLECTUAL PROPERTY OPERATION CENTER Co.,Ltd.

Address before: No. 92 dock City Road, Taiyuan, Shanxi Province, Shanxi

Patentee before: SHANXI University

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190702

Address after: 030009 Shop No. 8, Floor 1, No. 296 Shengli Street, Xinghualing District, Taiyuan City, Shanxi Province

Patentee after: SHANXI HERUI POWER SCIENCE AND TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd.

Address before: 030006 West Side of 6th Floor, Block A, High-tech Home Estate, No. 38 Industrial Road, Taiyuan Xuefu Park, Shanxi Comprehensive Reform Demonstration Area, Taiyuan City, Shanxi Province

Patentee before: SHANXI YUNSHIDAI INTELLECTUAL PROPERTY OPERATION CENTER Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 030032 4th floor, Zhonglu building, No. 15, development road, Taiyuan Xuefu Park, Shanxi comprehensive reform demonstration zone, Taiyuan, Shanxi Province

Patentee after: Shanxi horui electric power science and Technology Research Institute Co.,Ltd.

Address before: 030009 Shop No. 8, Floor 1, No. 296 Shengli Street, Xinghualing District, Taiyuan City, Shanxi Province

Patentee before: SHANXI HERUI POWER SCIENCE AND TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd.