CN108999906B - 一种用于电磁阻尼器的励磁装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种励磁装置，具体公开了一种用于电磁阻尼器的励磁装置，包括励磁部件，所述励磁部件包括励磁线圈及与励磁线圈电连接构成闭合回路的放电单元，所述励磁线圈采用渐进方式缠绕，所述渐进方式缠绕为随永磁部件进入励磁线圈的轴线方向上励磁线圈线圈数量逐渐增加。采用本技术方案避免滑动部件与固定装置发生碰撞，同时保证滑动部件初入段与阻尼器柔性介入，并满足不同门窗、不同场所、不同人的使用需求。

Description

一种用于电磁阻尼器的励磁装置

技术领域

本发明涉及应用于阻尼装置领域的励磁装置，具体涉及一种用于电磁阻尼器的励磁装置。

背景技术

在现实生活中，电磁阻尼器应用广泛，应用到发电机、洗衣机和船舶等各领域，而励磁部件也常用于电磁阻尼器中，在电磁阻尼器中，励磁线圈位于的阻尼装置封装体内，滑动部件带着永磁部件滑动进入阻尼装置，在永磁部件提供的磁场的作用下，励磁线圈同与励磁线圈电连接的放电单元形成的闭合回路会产生一个感应电流，在该感应电流的作用下会产生一个与滑动部件运动方向相反的阻力来对滑动部件减速，以保证滑动部件速度迅速衰减且与固定部件顺利闭合。现有技术中存在一种励磁线圈，该励磁线圈缠绕均匀，采用这种缠绕方式，如果门窗的滑动部件本身速度很大，由于励磁线圈是均匀缠绕，因而产生的阻力变化率不变，仅仅跟其速度有关，在永磁部件完全进入线圈后，阻力逐渐减小，在滑动部件大惯性的情况下速度衰减就很慢，因此容易造成滑动部件与固定装置发生碰撞。并且不同的使用场所所要求的阻尼效果不同，比如，在图书馆需要轻轻关上整个过程不产生噪音影响图书馆内的看书的顾客，而在商务场打开门时，需要很快的打开一个供人通过的通道，因此希望先快后慢，而现有的励磁装置并不能同时满足这些场所的需求，只能根据不同的场所设计生产特定的励磁装置，并且每个人都有各自的习惯，有的喜欢全程有碰撞感的关上，有的喜欢轻轻无噪音的关上，有的喜欢关和关上时无噪音，现有的励磁装置并不能同时满足不同人的喜好，因而同一励磁装置适用范围宅不能根据场所和人的习惯实时调节适应，因而为了满足不同场所和不同人的习惯往往需要设计生产很多励磁装置，因而造成资源浪费，并且成本也很高。

发明内容

本发明提供了一种用于电磁阻尼器的励磁装置，旨在避免滑动部件与固定装置发生碰撞，同时保证滑动部件初入段与阻尼器柔性介入，并满足不同门窗、不同场所、不同人的使用需求。

为解决上述技术问题，本发明的基础技术方案如下：

一种用于电磁阻尼器的励磁装置，包括励磁部件，所述励磁部件包括励磁线圈及与励磁线圈电连接构成闭合回路的放电单元，所述励磁线圈采用渐进方式缠绕，所述渐进方式缠绕为随永磁部件进入励磁线圈的轴线方向上励磁线圈线圈数量逐渐增加。

使用时，永磁部件随滑动部件一同进入阻尼装置，在永磁部件提供的磁场的作用下，励磁线圈同与励磁线圈电连接的放电单元形成的闭合回路会产生一个感应电流，在该感应电流的作用下会产生一个与滑动部件运动方向相反的阻力来对滑动部件减速，以保证滑动部件速度迅速衰减且与固定部件顺利闭合，由于随着永磁部件进入励磁线圈的轴线方向上的励磁线圈数量逐渐增加，参与励磁的线圈数量也逐渐增加，从而使闭合回路的感应电流逐渐增大，进而使产生的阻力也均匀的变化从而避免了滑动部件在滑动过程中因产生的阻力与实际需求的阻力相差太大而产生碰撞感。当参与励磁的线圈数量不变时，随着滑动部件速度的减小，滑动部件所受的阻力也逐渐减小，而当滑动部件的速度大小不变时，随着参与励磁的线圈数量增多，滑动部件所受的阻力会逐渐增大，而采用本技术方案，可以结合两种变化，使得滑动部件所受的阻力先增大，增大至最大阻力后，阻力缓慢减小避免因速度阻力减小太快无法保证滑动部件与固定部件顺利闭合。

进一步，所述励磁线圈由沿轴线长度方向的N段构成，且N≥2，其中N≥n≥2，励磁线圈第n段的线圈数量为a，第n-1段的线圈数量为b，且a/b＝c,1.05≤c≤1.2，励磁线圈的第N段远离封装体的入口端。由于励磁线圈从封装体的入口端开始被均分为了N段，且相邻两段中，后一段的线圈数量是前一段的c倍，且1.05≤c≤1.2，后一段线圈的数量相比前一段逐渐增加，因而随着滑动部件进入封装体的轴线长度逐渐加大，阻力的变化率越高。采用本技术方案中的渐进方式进行缠绕能够保证滑动部件在进入阻尼装置时柔性介入不发生碰撞，并且介入后在永磁部件和励磁装置的相互作用下滑动部件的速度迅速减小，从而避免了滑动部件在快接近与滑动部件对应的固定部件时速度仍然很大与固定部件发生碰撞，保证滑动部件顺利闭合。

进一步，所述励磁线圈采用线性圆台方式进行缠绕，所述线性圆台横截面直径从底面至顶面逐渐减小，所述线性圆台底面靠近永磁部件入口端。即随着滑动部件沿轴线进入封装体的长度的增加，即随滑动部件一同进入的永磁部件与对应线圈的外表面的距离减小，就相当于将线圈放在了永磁部件产生的磁场中，使得线圈能够切割磁感线，且由于励磁线圈呈线性圆台形，随着永磁部件进入封装体的轴线长度越大，线圈切割的磁感线越多，因此相比采用普通圆柱形缠绕形状，产生的感应电流也就越大，相应的产生的阻力也越大，能够为滑动部件后期提供足够的阻力，从而可以使滑动部件的速度平缓降低并在滑动部件闭合时速度降为零，以达到阻尼的作用，防止滑动部件与固定部件碰撞。

进一步，所述励磁线圈为阶梯形线圈，所述励磁线圈每3-5mm为一个阶梯，在这样的范围内可以使应用励磁装置的电磁阻尼器根据滑动部件的速度来提供相应的阻力以保证滑动部件柔性介入阻尼装置和顺利与固定装置闭合。并且阶梯形线圈是由多段阶梯形线圈组成，相邻阶梯之间都有明显的分界线，因此在生产加工时，相比线性圆台方式缠绕线圈更容易把控各阶梯的角度，缠绕时也更方便操作，因而在线圈生产工艺中更容易实现，显著降低线圈生产成本。

所述励磁线圈设置有通孔，所述通孔孔径不随永磁部件进入励磁线圈的轴线方向变大。

所述阶梯型部分由多个具有相同大小通孔的不同厚度的线圈构成，所述阶梯型部分沿永磁部件进入励磁线圈的轴线方向上励磁线圈的线圈厚度逐渐增大。

进一步，所述励磁线圈由非电连接的多块线圈构成且每块线圈均配置有放电单元。块与块之间独立存在，每一块线圈单独与放电单元电连接，且各块都以相同的串联回路的方式配置放电单元，这样一来，相比梯形线线圈启动滑动部件所需阻力的速度更快，同时由于各块线圈独立工作，就会降低线圈损坏率，一段线圈损坏不会影响其他各块线圈的工作，因而避免了一块线圈损坏，整个励磁装置均无法工作的情况。

进一步，放电单元为电容、电阻中的一种或多种的组合。通过电容、电阻来实现放电，当感应电流电流发生变化时，电阻就会通过电感放电来实现放电，电容也会通过电容放电来实现放电，以此补充闭合回路的电流，使该闭合回路产生的磁场更大，进而提供足够的阻力来降低滑动部件的速度，保证滑动部件与固定部件的顺利闭合。同时，电容可以迅速形成大电流，并且在电流循环过程中电能损耗较小，在励磁线圈和放电单元形成的闭合回路中产生感应电流回路连通时，电容就可以储存电能，通过电容储存电能能够形成持续放电，从而一定程度上节约了电能。

进一步，电阻为可调电阻。使用时可以根据滑动部件的速度来调节电阻大小以控制产生对应的阻力来使滑动部件减速；电容为可调电容。通过对可调电容容量的调节可以实现对阻尼的调节，并且相比可调电阻，电容可以通过存储的电能保证持续放电，节约了电能。由于闭合回路的电流会直接影响产生的阻力，因此不同的阻力对应不同的电流，采用可调电阻或可调电容可以通过调节可调电容或可调电阻来调节闭合回路的电阻进而控制闭合回路的电流以提供相应的阻力，不同的门窗不同的使用场景滑动部件需要的阻力大小不同，不同的人关门窗滑动部件所需的阻力大小也不同，并且滑动部件所需的阻力还与励磁线圈所处的内部环境大小有关，不同的阻力的阻尼曲线也不同，不同的阻尼曲线对应不同的阻尼曲率，而阻尼曲率是影响阻尼曲线的整体趋势和阻力的变化的重要因素，因而可以通过可调电阻或可调电容来调整阻尼曲线的整体曲率，因此采用可调电阻或可调电容作为放电单元可以根据不同门窗、不同的人以及励磁线圈所处的环境来调节回路电阻大小控制闭合回路的电流大小以便为不同情况下的滑动部件提供对应的阻力，从而使得该励磁装置适用不同的门窗，满足不同人的喜好，适用于不同的场所。

进一步，所述励磁线圈设置于带空腔的封装体内，且位于空腔内。

进一步，所述放电单元为电容、电阻中的一种或多种的组合，所述电容为可调电容、所述电阻为可调电阻，所述可调电阻、可调电容设置有调节机构，所述调节机构设置于封装体表面。采用该种设计结构可以根据滑动部件速度的需要调整放电单元的大小以控制阻尼装置所产生的阻力大小，同时将放电单元的调节结构设置在封装体表面，方便调节。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种用于电磁阻尼器的励磁装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种用于电磁阻尼器的的励磁装置的剖视图；

图3是本发明实施例提供的一种用于电磁阻尼器的励磁装置当放电单元为可调放电单元时的结构示意图；

图4为本实施例提供的一种用于电磁阻尼器的励磁装置中滑动部件的阻力F与滑动部件进入励磁装置的位移S之间的关系图；其中，F为滑动部件在滑动过程中所受的阻力、S为滑动部件进入励磁装置的位移、F1为滑动部件滑动过程中所受的最大阻力、M1为应用于咖啡厅开门时滑动部件所受阻力与进入励磁装置的位移的关系、M2为应用于图书馆关门时滑动部件所受阻力与进入励磁装置的位移的关系、M3为应用于商务场所关门时滑动部件所受阻力与进入励磁装置的位移的关系；

说明书附图中的附图标记包括：封装体1、励磁部件2、励磁线圈21、放电单元22、调节机构23、永磁部件3、滑动部件4。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

具体实施过程如下：

实施例1

一种用于电磁阻尼器的励磁装置，包括励磁部件2，励磁部件2包括励磁线圈21和同励磁线圈电连接构成闭合回路的放电单元22，该放电单元22为电阻，所述励磁线圈21采用渐进方式缠绕，所述渐进方式缠绕为随永磁部件3进入励磁线圈21的轴线方向上励磁线圈21线圈数量逐渐增加。

所述励磁装置应用在阻尼装置中，当永磁部件3随滑动部件4一同进入阻尼装置中时，永磁部件3也进入了励磁装置中，并为励磁装置提供磁场。随着永磁部件3的滑动，在磁场的作用下，励磁线圈21与放电单元22串联连接构成的闭合回路产生的感应电流也在发生变化，因而感应电流产生的对应磁场也在不断变化，最终导致产生的阻力发生变化从而影响滑动部件的速度。由于励磁线圈21采用渐进方式缠绕，因而随着永磁部件3的深入，参与励磁的线圈数量逐渐增加，就使得闭合回路的电流也均匀变化，从而使产生的阻力也均匀变化，避免了断崖式变化从而保障滑动部件4的速度平滑下降避免产生碰撞感最终顺利闭合。电阻具有一定的阻值，可以避免闭合回路的电流过大而影响感应电流产生磁场，进而影响阻力大小，而且在感应电流可以通过电阻放电来补足电流，一定程度上节约了电能，同时降低了成本。

实施例2

一种用于电磁阻尼器的励磁装置，与实施例1的区别在于，所述励磁线圈21沿轴线长度方向被均分为N段，且N≥2，其中N≥n≥2，励磁线圈21第n段的线圈数量为a，第n-1 段的线圈数量为b，且a/b＝c,c＝1.05，励磁线圈21的第N段远离封装体的入口端，放电单元22为电容。此时闭合回路产生的电流的变化正好使得该电流产生的磁场与在永磁部件3 提供的磁场和永磁部件3的作用下产生的阻力的变化率正好为降低滑动部件4速度需要的阻力变化率。

电阻采用可调电阻，且将可调电阻的调节机构23设置在封装体表面。可以通过调节可调电阻的大小来控制回路的电流大小进而控制产生的阻力大小以满足滑动部件4所需的阻力，保障滑动部件的速度缓慢降低，防止产生碰撞感。

实施例3

一种用于电磁阻尼器的励磁装置，实施例2的区别在于，励磁线圈21采用线性圆台方式进行缠绕，所述线性圆台中面积较大的底面靠近封装体入口端，面积小的底面靠近封装体出口端。相邻两段中后一段的线圈数量是前一段的c倍，且c＝1.13。该励磁线圈21从封装体1的入口处沿线圈轴线方向至封装体末端的线圈整体外径越来越小，线圈数量逐渐增多，因此，在永磁部件3随滑动部件4滑入封装体1并为励磁线圈21提供磁场时，由于励磁线圈21采用线性圆台方式进行缠绕，因此励磁线圈21的第n段与第n-1段相比是更接近永磁部件3的，因而第n段比第n-1段切割的磁感线更多，同时第n段相比第n-1段参与励磁的线圈数量也更多，因而产生的感应电流也更大，对应的电流产生的磁场也更强，进而产生更大的阻力来降低滑动部件4的速度，保证滑动部件4与固定部件顺利闭合，避免滑动部件4与固定部件发生碰撞。与采用普通的渐进式方式缠绕励磁线圈相比，其阻尼效果更好，防撞性能更好。

实施例3

一种用于电磁阻尼器的励磁装置，与实施例2的区别在于，放电单元22为电容器，电容具有大容量，高效率，寿命长的特点，同时电容可以迅速形成大电流，并且在电流循环过程中电能损耗较小。通过电容存储的电能能形成持续放电，节约电能。励磁线圈21为阶梯形线圈，所述励磁线圈21沿轴线方向每3-5mm为一个阶梯。同时相邻两段中后一段的线圈数量是前一段的c倍，且c＝1.19，此时励磁线圈21产生的磁场和对应的闭合回路产生的电流以及该电流对应产生的阻力刚好能有效降低滑动部件速度保证其顺利闭合的同时，避免滑动部件4在封装体1内滑动过程中因速度过大而产生碰撞感。

实施例4

一种用于电磁阻尼器的励磁装置，与实施例2的区别在于，放电单元22为可调电阻或可调电容，所述可调电阻或可调电容的调节机构23设置在封装体1的表面，励磁线圈21各块独立存在，励磁线圈21为非电连接的多块线圈构成且每块线圈均配置放电单元22，相邻两块线圈中后一块线圈的线圈数量是前一块的c倍，且c＝1.2。采用分块电连接促使每块之间通电与否互不干扰，独立工作，可以降低线圈损坏率，一个线圈损坏不影响其他线圈的工作，保证了工作的持续，另一方面，采用该种设计减少了闭合回路的通电时间，使线圈产生的阻力达到滑动部件4所需要的阻力值的响应速度更快。在具体使用时，可以操作调节机构23来调节调节机构23对应块励磁线圈21所形成的闭合回路的电流，进而控制对应快励磁线圈21的阻尼曲线，不同的阻尼曲线对应着不同的阻力变化情况，而不同的阻力变化又会直接影响滑动部件4的速度进而影响滑动部件4滑动的快慢。因此采用这样的结构设计使得每块励磁线圈21所形成的单独的的阻尼曲线都单独可调，进而使得滑动部件4 在经过励磁装置的各阶段过程中每一段所需的阻力都可控，当提供的阻力发生跳跃式变化时，也可以通过调节对应块的励磁线圈21的电流来调整阻力使其平缓变化，以避免在滑动过程中产生碰撞感。

在现实生活中，不同的人操作、不同的门窗、不同的场所的滑动部件4滑动减速变化的要求不同，不同的速度变化所需的阻力大小不同，对阻力变化的需求也不同。在图书馆和咖啡厅，要求在关门时尽可能不发出噪音缓慢的关上，以免打扰图书馆内的读者和咖啡厅的顾客，在开门时又需要门迅速地开出一个供人经过的通道再慢慢的打开；而在商务场所，关门时需要迅速关上，以将更多的时间留给商务工作者，保证商务人员一进入商务场所就能迅速进行交谈工作，节省时间，开门时需先迅速打开一个通道再慢慢关上。再者，不同的人有不同的习惯，在打开门窗和关门窗时有的喜欢快-慢-快的节奏，也有人喜欢慢- 快-慢的节奏。具体的，滑动部件所受的阻力与滑动部件4进入励磁装置的位移也有一定的关系，不同场所等不同情况下对于阻力F与进入位移S的变化需求也不同，具体如图4所示。现有技术中往往是不同的情况对应不同的励磁装置，而本技术方案可以同时满足以上各种情况的需求，只需要调节放电单元即可控制对应闭合回路的电流大小进而控制滑动部件4在滑动的各阶段所受阻力变化、控制滑动部件4在各阶段的速度变化快慢最终达到控制整个滑动过程以满足相应的需求，也可以根据个人习惯和门窗类型调节放电单元以满足需求，因此拓展了适应面，一种设计满足多种情况，便于标准化生产，因而一定程度上节约了成本。

所述放电单元22为可调电阻和可调电容的串联组合。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明的效果和专利的实用性。

Claims (4)

1.一种用于电磁阻尼器的励磁装置，包括励磁部件，所述励磁部件包括励磁线圈及与励磁线圈电连接构成闭合回路的放电单元，其特征在于：所述励磁线圈采用渐进方式缠绕，所述渐进方式缠绕为随永磁部件进入励磁线圈的轴线方向上励磁线圈线圈数量逐渐增加；

所述励磁线圈由沿轴线长度方向的N段构成，且N≥2，其中N≥n≥2，所述励磁线圈第n段的线圈数量为a，第n-1段的线圈数量为b，且a/b=c,1.05≤c≤1.2，所述励磁线圈的第N段远离封装体的入口端；

所述励磁线圈由非电连接的多块线圈构成且每块线圈均配置有放电单元，且，每块线圈之间独立存在，每一块线圈单独与放电单元电连接；

所述放电单元为电容、电阻中的一种或多种的组合，所述电容为可调电容、所述电阻为可调电阻，所述可调电阻、可调电容设置有调节机构，各块都以相同的串联回路的方式配置放电单元，以使每个励磁线圈的阻尼曲线都单独可调，进而使得滑动部件在经过励磁装置的各阶段过程中每一段所需的阻力都可控。

2.根据权利要求1所述的一种用于电磁阻尼器的励磁装置，其特征在于：所述励磁线圈采用线性圆台方式进行缠绕，所述线性圆台横截面直径从底面至顶面逐渐减小，所述线性圆台底面靠近永磁部件入口端。

3.根据权利要求1所述的一种用于电磁阻尼器的励磁装置，其特征在于：所述励磁线圈为阶梯形线圈，所述励磁线圈沿轴线方向每3-5mm为一个阶梯。

4.根据权利要求1所述的一种用于电磁阻尼器的励磁装置，其特征在于：所述励磁线圈设置于带空腔的封装体内，且位于空腔内；所述调节机构设置于封装体表面。