CN107761980B - 一种主动变阻尼的电涡流阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主动变阻尼的电涡流阻尼器，由电涡流阻尼器、加速度传感器和控制器组成，其中：电涡流阻尼器由永磁体、钢棒、作动器、导磁板和导体板组成。本发明的主动变阻尼的电涡流阻尼器在发生地震时，能根据主结构各楼层的瞬时加速度响应，实时调节电涡流阻尼力的大小，增强电涡流阻尼器的耗能减震效果，降低主结构的响应。本发明用电涡流阻尼代替传统的黏滞阻尼，能够提高阻尼器的稳定性和耐久性，简化阻尼器的设计。本发明的阻尼力大小可由作动器实时改变导体板与永磁体块之间的间隔距离来改变，以提高电涡流阻尼器的减震效果。

Description

一种主动变阻尼的电涡流阻尼器

技术领域

本发明属于工程抗震领域，具体为一种主动变阻尼的电涡流阻尼器。

背景技术

地震是严重威胁人民生命财产安全的自然灾害。传统的建筑结构采用“抗”的方式防御地震。这种做法不但不经济，而且还可能反而放大地震作用。消能减震结构是新兴的一种抵抗地震的结构形式，通过在建筑结构中设置消能减震装置，当地震来临时，消能减震装置能够大量消耗地震能量，减小结构承受的地震能量，以此保证建筑结构的安全。

传统的黏滞阻尼器采用液压黏滞阻尼器提供附加阻尼，在提供阻尼的同时，也会有一定刚度，无法做到刚度与阻尼的完全分离，影响设计分析。而且，液压黏滞阻尼器还存在漏油、不易养护、后期难以调节等问题，增加维护的难度和成本。电涡流阻尼是对液压黏滞阻尼的一大创新。电涡流阻尼器的原理是，导体质量块在运动时切割磁感线，根据法拉第电磁感应原理，在导体内就会产生感应电动势，形成电涡流，将振动能量转化为导体的热量，从而实现振动控制。电涡流阻尼器的优势在于：磁体与导体之间没有直接接触，无摩擦阻尼和磨损；不受温度等环境影响；不存在漏油等状况，易于维护且耐久性好。

半主动控制是新兴的一种结构振动控制形式。半主动控制通过在减隔震装置中附加控制系统，以提高减隔震装置的控制效果，既能保证建筑结构在地震作用下的安全，又具有需要外界提供能量少，稳定性高的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主动变阻尼的电涡流阻尼器，以克服现有技术中的上述缺点，在地震作用下，能实时采集并分析主结构各楼层的瞬时加速度响应，控制作动器调节电涡流阻尼力，以改变整个电涡流阻尼器的阻尼，提高减震效果，保证主结构的安全。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种主动变阻尼的电涡流阻尼器，由主结构１、电涡流阻尼器2、加速度传感器3和控制器4组成，其中：所述电涡流阻尼器2由永磁体5、钢棒6、作动器7、导磁板8和导体板9组成；钢槔６一端固定于连接部件上，钢棒６上均匀分布有永磁体５，钢棒６一端固定于连接部件上，钢棒６两侧布置有导体板９，导体板９一侧固定有导磁板８；导磁板８连接作动器７；所述电涡流阻尼器2安装于主结构1的相邻层楼板之间；主结构１一侧设置有加速度传感器３，控制器４设置于主结构１上，控制器４分别连接加速度传感器３和作动器７；控制器4控制作动器７的上下运动，改变导体板９与永磁体５之间的间隔距离，以此改变电涡流阻尼力的大小；发生地震时，永磁体５与导体板９发生相对运动，在导体板９内产生涡流电发热消耗地震能量。

本发明中，所述主结构1各楼层的侧向均安装有加速度传感器3，每个加速度传感器３均连接控制器４。

本发明中，所述控制器4在发生地震时，能够实时采集主结构1各楼层侧向的加速度信号，并根据收到的加速度信号实时制作动器7的运动。

本发明中，所述电涡流阻尼器2一端通过连接部件连接主结构１的下部楼板一侧，另一侧连接主结构１对角线的上部楼板一侧。

所述作动器接受数据采集与分析系统的控制而上下运动，以此改变导体板与永磁体之间的间隔距离，改变电涡流阻尼力的大小。

所述导体板与导磁板固接，导磁板与作动器固接。

所述控制器控制作动器的运动，改变导体板与永磁体之间的间隔距离，以此改变电涡流阻尼力的大小。

本发明中，所述永磁体的材料可为稀土永磁材料、钐钴、镍镉钴、铁氧体永磁材料等；所述导体板的材料可为铜、铝等；所述导磁板的材料可为铁、镉、钴等。

本发明中，所述作动器活动距离范围为2~20mm。

与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：

本发明的一种主动变阻尼的电涡流阻尼器，在地震作用下，能实时采集并分析主结构各楼层的瞬时加速度，控制作动器调节电涡流阻尼力，以改变整个电涡流阻尼器的阻尼，提高减震效果，保证主结构的安全。

附图说明

图1是本发明的一种主动变阻尼的电涡流阻尼器主视图；

图2是本发明的电涡流阻尼器示意图；

图中标号：1-主结构，2-电涡流阻尼器，3-加速度传感器，4-控制器，5-永磁体，6-钢棒，7-作动器，8-导磁板，9-导体板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

实施例１：如图1至图2所示，本发明的一种主动变阻尼的电涡流阻尼器由电涡流阻尼器2、加速度传感器3和控制器4组成，其中：

所述电涡流阻尼器2由永磁体5、钢棒6、作动器7、导磁板8和导体板9组成。

所述加速度传感器3安装于主结构1各楼层的侧向。

发生地震时，永磁体5与导体板9发生相对运动，在导体板9内产生涡流电发热消耗地震能量。

所述导磁板8固定于导体板9的侧向，作用为增强磁场强度，提高耗能效果。

所述控制器4在发生地震时，能够实时采集主结构1各楼层侧向的加速度信号，并根据内置算法控制作动器7的运动。

所述电涡流阻尼器2安装于主结构1相邻层楼板之间。

所述作动器7接受控制器4的控制而运动，以此改变导体板9与永磁体5之间的间隔距离，改变电涡流阻尼力的大小。

本发明中，所述永磁体5的材料可为稀土永磁材料、钐钴、镍镉钴、铁氧体永磁材料等；所述导体板9的材料可为铜、铝等；所述导磁板8的材料可为铁、镉、钴等。

本发明中，所述作动器7活动距离范围为2~20mm。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说，实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料

和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (3)

1.一种主动变阻尼的电涡流阻尼器，其特征在于由主结构（1）、电涡流阻尼器（2）、加速度传感器（3）和控制器（4）组成，其中：所述电涡流阻尼器（2）由永磁体（5）、钢棒（6）、作动器（7）、导磁板（8）和导体板（9）组成；钢棒（６）上均匀分布有永磁体（５），钢棒（６）一端固定于连接部件上，钢棒（６）两侧布置有导体板（９），导体板（９）一侧固定有导磁板（８）；导磁板（８）连接作动器（７）；所述电涡流阻尼器（2）安装于主结构（1）的相邻层楼板之间；主结构（1）一侧设置有加速度传感器（３），控制器（４）设置于主结构（1）上，控制器（４）分别连接加速度传感器（３）和作动器（７）；控制器（4）控制作动器（７）的上下运动，改变导体板（９）与永磁体（５）之间的间隔距离，以此改变电涡流阻尼力的大小；发生地震时，永磁体（５）与导体板（９）发生相对运动，在导体板（９）内产生涡流电发热消耗地震能量；所述电涡流阻尼器（2）一端通过连接部件连接主结构（1）的下部楼板一侧，另一端连接主结构（1）对角线的上部楼板一侧。

2.根据权利要求1所述的一种主动变阻尼的电涡流阻尼器，其特征在于所述主结构（1）各楼层的侧向均安装有加速度传感器（3），每个加速度传感器（３）均连接控制器（４）。

3.根据权利要求1所述的一种主动变阻尼的电涡流阻尼器，其特征在于所述控制器（4）在发生地震时，能够实时采集主结构（1）各楼层侧向的加速度信号，并根据收到的加速度信号实时制作动器（7）的运动。