CN111335497B - 一种电磁多级可调变惯容变阻尼装置 - Google Patents

一种电磁多级可调变惯容变阻尼装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111335497B
CN111335497B CN202010210568.1A CN202010210568A CN111335497B CN 111335497 B CN111335497 B CN 111335497B CN 202010210568 A CN202010210568 A CN 202010210568A CN 111335497 B CN111335497 B CN 111335497B
Authority
CN
China
Prior art keywords
shear plate
electromagnetic coil
driven
coil winding
iron core
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
CN202010210568.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111335497A (zh
Inventor
黄永虎
张红丽
吕梦圆
罗文俊
刘永胜
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.)
East China Jiaotong University
Original Assignee
East China Jiaotong 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 East China Jiaotong University filed Critical East China Jiaotong University
Priority to CN202010210568.1A priority Critical patent/CN111335497B/zh
Publication of CN111335497A publication Critical patent/CN111335497A/zh
Priority to US17/176,312 priority patent/US11466744B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN111335497B publication Critical patent/CN111335497B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/03—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means
    • F16F15/035—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means by use of eddy or induced-current damping
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F6/00—Magnetic springs; Fluid magnetic springs, i.e. magnetic spring combined with a fluid
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/98—Protection against other undesired influences or dangers against vibrations or shocks; against mechanical destruction, e.g. by air-raids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2222/00—Special physical effects, e.g. nature of damping effects
    • F16F2222/06—Magnetic or electromagnetic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2224/00—Materials; Material properties
    • F16F2224/02—Materials; Material properties solids
    • F16F2224/0208—Alloys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2228/00—Functional characteristics, e.g. variability, frequency-dependence
    • F16F2228/06—Stiffness
    • F16F2228/066—Variable stiffness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2230/00—Purpose; Design features
    • F16F2230/18—Control arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2232/00—Nature of movement
    • F16F2232/02—Rotary
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2234/00—Shape
    • F16F2234/06—Shape plane or flat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2236/00—Mode of stressing of basic spring or damper elements or devices incorporating such elements
    • F16F2236/10—Shear
    • F16F2236/106—Shear rotational

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电磁多级可调变惯容变阻尼装置，通过在铁芯外侧绕设有电磁线圈绕组，并在电磁线圈绕组中施加电流作用，使铁芯磁化，利用磁化铁芯和永磁体在气隙中产生气隙磁场进而引起主动剪切板、从动剪切板与磁轭之间剪切阻尼力的变化，避免了部件间因相互接触产生摩擦而导致惯容器力学性能不能得到充分利用，从而可实现装置惯容系数和阻尼系数的多级实时可调节。

Description

一种电磁多级可调变惯容变阻尼装置
技术领域
本发明涉及减震装置技术领域，具体涉及一种电磁多级可调变惯容变阻尼装置。
背景技术
地震或台风等激励作用将导致建筑、桥梁等结构产生破坏，进而造成人员伤亡以及直接或间接的严重的经济损失，可恢复性和可持续性设计是目前土木工程结构设计的发展目标，主动和被动结构控制技术对结构在地震或台风等动态激励下的响应起着至关重要的作用，TMD广泛用于世界各地大跨桥梁和高层建筑中，受限于质量比的因素，及TMD结构的动态特性和外部激励的不确定性，TMD控制***鲁棒性降低，MTMD结构可改善其鲁棒性，但配置复杂；惯容器可提供相当于物理质量的数百倍的惯容系数(等效质量)，大大降低TMD结构对质量的需求，基于惯容器的振动耗能器逐渐被认可并得到大量研究，可实现比传统的TMD更好的有效性和鲁棒性。
现有技术中惯容器一般依赖齿轮齿条等机械结构，且惯容通常不可调，也有部分惯容器采用液压螺旋管道，利用进出口阀控实现惯容可调结构，但这样的设计结构较为复杂，且这些结构存在一定摩擦，导致惯容器力学性能不能得到充分利用，所以十分有必要研究新型的变惯容变阻尼装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电磁多级可调变惯容变阻尼装置，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明结构简单实用，不依赖外接液压缸，能适应多种工况，通过在铁芯外侧绕设有电磁线圈绕组，电磁线圈绕组施加电流作用，使铁芯磁化，并通过磁化铁芯和永磁体之间的相互作用，利用磁化铁芯和永磁体轴向磁场作用引起主动剪切板、从动剪切板与磁轭之间剪切阻尼力的变化，避免了部件间因相互接触产生摩擦而导致惯容器力学性能不能得到充分利用，从而实现惯容器惯容系数的多级实时可调节，本发明结构简单，应用范围广。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供的一种电磁多级可调变惯容变阻尼装置，包括外套筒、第一端盖、第二端盖，外套筒与第一端盖及第二端盖形成内置空腔，内置空腔包括主动剪切板、第一从动剪切板、第二从动剪切板、传动轴、止推轴承、第一磁轭、第二磁轭；第二端盖位于内置空腔一侧表面贴合固定有第一磁轭，第一端盖位于内置空腔一侧表面贴合固定有第二磁轭；第一磁轭远离第二端盖一侧表面、主动剪切板两侧表面、第二磁轭远离第一端盖一侧表面均设置有铁芯，铁芯均与第一磁轭远离第二端盖一侧表面、主动剪切板两侧表面、第二磁轭远离第一端盖一侧表面固定连接；第一磁轭远离第二端盖一侧表面、主动剪切板、第二磁轭远离第一端盖一侧表面中铁芯外侧依次环绕设置有第一电磁线圈绕组、左第二电磁线圈绕组、右第二电磁线圈绕组、第三电磁线圈绕组；第一从动剪切板、第二从动剪切板两侧表面均设置有永磁体，永磁体围绕传动轴呈环形设置，永磁体均与第一从动剪切板、第二从动剪切板两侧表面固定连接；铁芯与永磁体之间具有气隙；主动剪切板与传动轴固定为一体，第一从动剪切板与第二从动剪切板通过止推轴承与传动轴连接，第一从动剪切板和第二从动剪切板可相对于传动轴转动。
本发明优选地技术方案在于，第一电磁线圈绕组和第三电磁线圈绕组施加电流，铁芯磁化，第一磁轭远离第二端盖一侧表面中铁芯与第一从动剪切板靠近第一磁轭一侧中永磁体之间产生气隙磁场而相对固定不动、第二磁轭远离第一端盖一侧表面中铁芯与第二从动剪切板靠近第二磁轭一侧中永磁体之间产生气隙磁场而相对固定不动，左第二电磁线圈绕组、右第二电磁线圈绕组均不施加电流，主动剪切板两侧表面中铁芯与第一从动剪切板靠近主动剪切板一侧中永磁体、第二从动剪切板靠近主动剪切板一侧中永磁体之间不产生气隙磁场而可相对转动，传动轴可带动主动剪切板旋转，主动剪切板两侧表面中铁芯与第一从动剪切板靠近主动剪切板一侧中永磁体、第二从动剪切板靠近主动剪切板一侧中永磁体间产生涡流阻尼，提供低级惯容系数和阻尼系数。
本发明优选地技术方案在于，第一电磁线圈绕组施加电流，第一磁轭远离第二端盖一侧表面中铁芯与第一从动剪切板靠近第一磁轭一侧中永磁体之间产生气隙磁场而相对固定不动；第三电磁线圈绕组不施加电流，第二磁轭远离第一端盖一侧表面中铁芯与第二从动剪切板靠近第二磁轭一侧中永磁体之间不产生气隙磁场而可相对转动；左第二电磁线圈绕组不施加电流，主动剪切板中左第二电磁线圈绕组中铁芯与第一从动剪切板靠近主动剪切板一侧中永磁体之间不产生气隙磁场而可相对转动；右第二电磁线圈绕组施加电流，主动剪切板中右第二电磁线圈绕组中铁芯与第二从动剪切板靠近主动剪切板一侧中永磁体之间产生气隙磁场而相对固定不动，传动轴带动主动剪切板旋转，及第二从动剪切板随主动剪切板转动，主动剪切板中左第二电磁线圈绕组中铁芯与第一从动剪切板靠近主动剪切板一侧中永磁体产生涡流阻尼，及第二从动剪切板靠近第二磁轭一侧中永磁体和第二磁轭远离第一端盖一侧表面中铁芯之间产生涡流阻尼，提供中级惯容系数和阻尼系数。
本发明优选地技术方案在于，第三电磁线圈绕组施加电流，第二磁轭远离第一端盖一侧表面中铁芯与第二从动剪切板靠近第二磁轭一侧中永磁体之间产生气隙磁场而相对固定不动；第一电磁线圈绕组不施加电流，第一磁轭远离第二端盖一侧表面中铁芯与第一从动剪切板靠近第一磁轭一侧中永磁体之间不产生气隙磁场而可相对转动；右第二电磁线圈绕组不施加电流，主动剪切板中右第二电磁线圈绕组中铁芯与第二从动剪切板靠近主动剪切板一侧中永磁体之间不产生气隙磁场而可相对转动；左第二电磁线圈绕组施加电流，主动剪切板中左第二电磁线圈绕组中铁芯与第一从动剪切板靠近主动剪切板一侧中永磁体之间产生气隙磁场而相对固定不动，传动轴带动主动剪切板旋转，第一从动剪切板随主动剪切板转动，第一磁轭中铁芯与第一从动剪切板靠近第一磁轭中永磁体产生涡流阻尼，及主动剪切板中右第二电磁线圈绕组中铁芯与第二从动剪切板靠近主动剪切板一侧中永磁体产生涡流阻尼，提供中级惯容系数和阻尼系数。
本发明优选地技术方案在于，第一电磁线圈绕组和第三电磁线圈绕组均不施加电流，第一磁轭远离第二端盖一侧表面中铁芯与第一从动剪切板靠近第一磁轭中永磁体之间不产生气隙磁场而可相对转动、第二磁轭远离第一端盖一侧表面中铁芯与第二从动剪切板靠近第二磁轭一侧中永磁体之间不产生气隙磁场而可相对转动；左第二电磁线圈绕组、右第二电磁线圈绕组均施加电流，主动剪切板中左第二电磁线圈绕组中铁芯与第一从动剪切板靠近主动剪切板一侧中永磁体之间产生气隙磁场而相对固定不动、主动剪切板中右第二电磁线圈绕组中铁芯与第二从动剪切板靠近主动剪切板一侧中永磁体之间产生气隙磁场而相对固定不动，传动轴带动主动剪切板旋转，第一从动剪切板和第二从动剪切板随主动剪切板转动，第一磁轭远离第二端盖一侧表面中铁芯与第一从动剪切板靠近第一磁轭中永磁体产生涡流阻尼、及第二磁轭远离第一端盖一侧表面中铁芯与第二从动剪切板靠近第二磁轭一侧中永磁体产生涡流阻尼，提供高级惯容系数和阻尼系数。
本发明优选地技术方案在于，外套筒、传动轴、第一端盖及第二端盖均为非导磁导电材料；主动剪切板、第一从动剪切板、第二从动剪切板均为导磁导电材料。
本发明优选地技术方案在于，第一磁轭、第一从动剪切板、主动剪切板、第二从动剪切板、第二磁轭均为圆盘状结构；第一磁轭远离第二端盖一侧表面设置有至少1个第一电磁线圈绕组，第一电磁线圈绕组环绕传动轴呈环形设置，本发明中第一磁轭远离第二端盖一侧表面设置有6个第一电磁线圈绕组；第一从动剪切板两侧表面至少各分别设置有1个永磁体，永磁体环绕传动轴呈环形设置，本发明中第一从动剪切板两侧表面各分别设置有6个永磁体，相邻永磁体磁极方向相反且与第一从动剪切板圆盘主平面相垂直；主动剪切板两侧表面至少各分别设置有1个左第二电磁线圈绕组、1个右第二电磁线圈绕组，第二电磁线圈绕组环绕传动轴呈环形设置，本发明中主动剪切板两侧表面各分别设置有6个左第二电磁线圈绕组、6个右第二电磁线圈绕组；第二从动剪切板两侧表面至少各分别设置有1个永磁体，永磁体环绕传动轴呈环形设置，本发明中第二从动剪切板两侧表面各分别设置有6个永磁体，相邻永磁体磁极方向相反且与第二从动剪切板圆盘主平面相垂直；第二磁轭远离第一端盖一侧表面设置有至少1个第三电磁线圈绕组，第三电磁线圈绕组环绕传动轴呈环形设置，本发明中第二磁轭远离第一端盖一侧表面设置有6个第三电磁线圈绕组。
本发明的有益效果为：
本发明为一种电磁多级可调变惯容变阻尼装置，通过在铁芯外侧绕设有电磁线圈绕组，电磁线圈绕组施加电流作用，使铁芯磁化，利用磁化铁芯和永磁体在气隙中产生气隙磁场进而引起主动剪切板、从动剪切板与磁轭之间剪切阻尼力的变化，避免了部件间因相互接触产生摩擦而导致惯容器力学性能不能得到充分利用，从而可实现装置惯容系数和阻尼系数的多级实时可调节。
附图说明
图1为本发明横断面结构图；
图2为本发明中第二从动剪切板右视图；
图3为本发明中主动剪切板左视图；
图中：
1、外套筒；2、第一端盖；3、第二端盖；4、内置空腔；5、主动剪切板；6、第一从动剪切板；7、第二从动剪切板；8、传动轴；9、止推轴承；10、第一磁轭；11、第二磁轭；12、永磁体；13、第一电磁线圈绕组；142、左第二电磁线圈绕组；141、右第二电磁线圈绕组；15、第三电磁线圈绕组；16、铁芯；17、气隙。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供的一种电磁多级可调变惯容变阻尼装置，包括外套筒1、第一端盖2、第二端盖3，外套筒1与第一端盖2及第二端盖3形成内置空腔4，为了永磁体12能磁场中产生气隙磁场而发挥特性作用。进一步地，内置空腔4包括主动剪切板5、第一从动剪切板6、第二从动剪切板7、传动轴8、止推轴承9、第一磁轭10、第二磁轭11；第二端盖3位于内置空腔4一侧表面贴合固定有第一磁轭10，第一端盖2位于内置空腔4一侧表面贴合固定有第二磁轭11；第一磁轭10远离第二端盖3一侧表面、主动剪切板5两侧表面、第二磁轭11远离第一端盖2一侧表面均设置有铁芯16，铁芯16均与第一磁轭10远离第二端盖3一侧表面、主动剪切板5两侧表面、第二磁轭11远离第一端盖2一侧表面固定连接；第一磁轭10远离第二端盖3一侧表面、主动剪切板5、第二磁轭11远离第一端盖2一侧表面中铁芯16外侧依次环绕设置有第一电磁线圈绕组13、左第二电磁线圈绕组142、右第二电磁线圈绕组141、第三电磁线圈绕组15；第一从动剪切板6、第二从动剪切板7两侧表面均设置有永磁体12，永磁体12围绕传动轴8呈环形设置，永磁体12均与第一从动剪切板6、第二从动剪切板7两侧表面固定连接；铁芯16与永磁体12之间具有气隙17；主动剪切板5与传动轴8固定为一体，第一从动剪切板6与第二从动剪切板7通过止推轴承9与传动轴8连接，第一从动剪切板6和第二从动剪切板7可相对于传动轴8转动，这样的结构，使操作人员可通过控制在电磁线圈绕组中施加电流，使铁芯16磁化，铁芯16和永磁体12在气隙17中形成高而均匀的磁通量密度进而产生气隙磁场，操作人员还可通过控制不在电磁线圈绕组中施加电流，铁芯16无磁化，铁芯16和永磁体12在气隙17中不产生气隙磁场，综上，操作人员可通过控制电磁线圈绕组中电流的通断来实现装置惯容系数和阻尼系数的多级实时可调节。
为了提供低级惯容系数和阻尼系数。进一步地，第一电磁线圈绕组13和第三电磁线圈绕组15施加电流，铁芯16磁化，第一磁轭10远离第二端盖3一侧表面中铁芯16与第一从动剪切板6靠近第一磁轭10一侧中永磁体12之间产生气隙磁场而相对固定不动、第二磁轭11远离第一端盖2一侧表面中铁芯16与第二从动剪切板7靠近第二磁轭11一侧中永磁体12之间产生气隙磁场而相对固定不动，左第二电磁线圈绕组142、右第二电磁线圈绕组141均不施加电流，主动剪切板5两侧表面中铁芯16与第一从动剪切板6靠近主动剪切板5一侧中永磁体12、第二从动剪切板7靠近主动剪切板5一侧中永磁体12之间不产生气隙磁场而可相对转动，传动轴8可带动主动剪切板5旋转，主动剪切板5两侧表面中铁芯16与第一从动剪切板6靠近主动剪切板5一侧中永磁体12、第二从动剪切板7靠近主动剪切板5一侧中永磁体12间产生涡流阻尼，提供低级惯容系数和阻尼系数。
为了提供中级惯容系数和阻尼系数。进一步地，第一电磁线圈绕组13施加电流，第一磁轭10远离第二端盖3一侧表面中铁芯16与第一从动剪切板6靠近第一磁轭10一侧中永磁体12之间产生气隙磁场而相对固定不动；第三电磁线圈绕组15不施加电流，第二磁轭11远离第一端盖2一侧表面中铁芯16与第二从动剪切板7靠近第二磁轭11一侧中永磁体12之间不产生气隙磁场而可相对转动；左第二电磁线圈绕组142不施加电流，主动剪切板5中左第二电磁线圈绕组142中铁芯16与第一从动剪切板6靠近主动剪切板5一侧中永磁体12之间不产生气隙磁场而可相对转动；右第二电磁线圈绕组141施加电流，主动剪切板5中右第二电磁线圈绕组141中铁芯16与第二从动剪切板7靠近主动剪切板5一侧中永磁体12之间产生气隙磁场而相对固定不动，传动轴8带动主动剪切板5旋转，及第二从动剪切板7随主动剪切板5转动，主动剪切板5中左第二电磁线圈绕组142中铁芯16与第一从动剪切板6靠近主动剪切板5一侧中永磁体12产生涡流阻尼，及第二从动剪切板7靠近第二磁轭11一侧中永磁体12和第二磁轭11远离第一端盖2一侧表面中铁芯16之间产生涡流阻尼，提供中级惯容系数和阻尼系数。
为了提供中级惯容系数和阻尼系数。进一步地，第三电磁线圈绕组15施加电流，第二磁轭11远离第一端盖2一侧表面中铁芯16与第二从动剪切板7靠近第二磁轭11一侧中永磁体12之间产生气隙磁场而相对固定不动；第一电磁线圈绕组13不施加电流，第一磁轭10远离第二端盖3一侧表面中铁芯16与第一从动剪切板6靠近第一磁轭10一侧中永磁体12之间不产生气隙磁场而可相对转动；右第二电磁线圈绕组141不施加电流，主动剪切板5中右第二电磁线圈绕组141中铁芯16与第二从动剪切板7靠近主动剪切板5一侧中永磁体12之间不产生气隙磁场而可相对转动；左第二电磁线圈绕组142施加电流，主动剪切板5中左第二电磁线圈绕组142中铁芯16与第一从动剪切板6靠近主动剪切板5一侧中永磁体12之间产生气隙磁场而相对固定不动，传动轴8带动主动剪切板5旋转，第一从动剪切板6随主动剪切板5转动，第一磁轭10中铁芯16与第一从动剪切板6靠近第一磁轭10中永磁体12产生涡流阻尼，及主动剪切板5中右第二电磁线圈绕组141中铁芯16与第二从动剪切板7靠近主动剪切板5一侧中永磁体12产生涡流阻尼，提供中级惯容系数和阻尼系数。
为了提供高级惯容系数和阻尼系数。进一步地，第一电磁线圈绕组13和第三电磁线圈绕组15均不施加电流，第一磁轭10远离第二端盖3一侧表面中铁芯16与第一从动剪切板6靠近第一磁轭10中永磁体12之间不产生气隙磁场而可相对转动、第二磁轭11远离第一端盖2一侧表面中铁芯16与第二从动剪切板7靠近第二磁轭11一侧中永磁体12之间不产生气隙磁场而可相对转动；左第二电磁线圈绕组142、右第二电磁线圈绕组141均施加电流，主动剪切板5中左第二电磁线圈绕组142中铁芯16与第一从动剪切板6靠近主动剪切板5一侧中永磁体12之间产生气隙磁场而相对固定不动、主动剪切板5中右第二电磁线圈绕组141中铁芯16与第二从动剪切板7靠近主动剪切板5一侧中永磁体12之间产生气隙磁场而相对固定不动，传动轴8带动主动剪切板5旋转，第一从动剪切板6和第二从动剪切板7随主动剪切板5转动，第一磁轭10远离第二端盖3一侧表面中铁芯16与第一从动剪切板6靠近第一磁轭10中永磁体12产生涡流阻尼、及第二磁轭11远离第一端盖2一侧表面中铁芯16与第二从动剪切板7靠近第二磁轭11一侧中永磁体12产生涡流阻尼，提供高级惯容系数和阻尼系数。
为了保证磁路有效。进一步地，外套筒1、传动轴8、第一端盖2及第二端盖3均为非导磁导电材料；主动剪切板5、第一从动剪切板6、第二从动剪切板7均为导磁导电材料。
为了产生均匀的高磁通密度，以便在气隙17中可以形成高而均匀的磁通量密度。进一步地，第一磁轭10、第一从动剪切板6、主动剪切板5、第二从动剪切板7、第二磁轭11均为圆盘状结构；第一磁轭10远离第二端盖3一侧表面设置有至少1个第一电磁线圈绕组13，第一电磁线圈绕组13环绕传动轴8呈环形设置，本发明中第一磁轭10远离第二端盖3一侧表面设置有6个第一电磁线圈绕组13；第一从动剪切板6两侧表面至少各分别设置有1个永磁体12，永磁体12环绕传动轴8呈环形设置，本发明中第一从动剪切板6两侧表面各分别设置有6个永磁体12，相邻永磁体12磁极方向相反且与第一从动剪切板6圆盘主平面相垂直；主动剪切板5两侧表面至少各分别设置有1个左第二电磁线圈绕组142、1个右第二电磁线圈绕组141，第二电磁线圈绕组环绕传动轴8呈环形设置，本发明中主动剪切板5两侧表面各分别设置有6个左第二电磁线圈绕组142、6个右第二电磁线圈绕组141；第二从动剪切板7两侧表面至少各分别设置有1个永磁体12，永磁体12环绕传动轴8呈环形设置，本发明中第二从动剪切板7两侧表面各分别设置有6个永磁体12，相邻永磁体12磁极方向相反且与第二从动剪切板7圆盘主平面相垂直；第二磁轭11远离第一端盖2一侧表面设置有至少1个第三电磁线圈绕组15，第三电磁线圈绕组15环绕传动轴8呈环形设置，本发明中第二磁轭11远离第一端盖2一侧表面设置有6个第三电磁线圈绕组15。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种电磁多级可调变惯容变阻尼装置，包括外套筒(1)、第一端盖(2)和第二端盖(3)，所述外套筒(1)与所述第一端盖(2)及所述第二端盖(3)形成内置空腔(4)，其特征在于：
所述内置空腔(4)包括主动剪切板(5)、第一从动剪切板(6)、第二从动剪切板(7)、传动轴(8)、止推轴承(9)、第一磁轭(10)及第二磁轭(11)；
所述第二端盖(3)位于所述内置空腔(4)一侧表面贴合固定有所述第一磁轭(10)，所述第一端盖(2)位于所述内置空腔(4)一侧表面贴合固定有所述第二磁轭(11)；
所述第一磁轭(10)远离所述第二端盖(3)一侧表面及所述主动剪切板(5)两侧表面和所述第二磁轭(11)远离所述第一端盖(2)一侧表面均设置有铁芯(16)，所述铁芯(16)均与所述第一磁轭(10)远离所述第二端盖(3)一侧表面、所述主动剪切板(5)两侧表面及所述第二磁轭(11)远离所述第一端盖(2)一侧表面固定连接；
所述第一磁轭(10)远离所述第二端盖(3)一侧表面、所述主动剪切板(5)及所述第二磁轭(11)远离所述第一端盖(2)一侧表面中所述铁芯(16)外侧依次环绕设置有第一电磁线圈绕组(13)、左第二电磁线圈绕组(142)、右第二电磁线圈绕组(141)以及第三电磁线圈绕组(15)；
所述第一从动剪切板(6)、所述第二从动剪切板(7)两侧表面均设置有永磁体(12)，所述永磁体(12)围绕所述传动轴(8)呈环形设置，所述永磁体(12)均与所述第一从动剪切板(6)及所述第二从动剪切板(7)两侧表面固定连接；
所述铁芯(16)与所述永磁体(12)之间具有气隙(17)；
所述主动剪切板(5)与所述传动轴(8)固定为一体，所述第一从动剪切板(6)通过所述止推轴承(9)与所述传动轴(8)连接，所述第二从动剪切板(7)通过所述止推轴承(9)与所述传动轴(8)连接，所述第一从动剪切板(6)和所述第二从动剪切板(7)可相对于所述传动轴(8)转动。
2.根据权利要求1所述的电磁多级可调变惯容变阻尼装置，其特征在于：
所述第一电磁线圈绕组(13)和所述第三电磁线圈绕组(15)施加电流，所述铁芯(16)磁化，所述第一磁轭(10)远离所述第二端盖(3)一侧表面中所述铁芯(16)与所述第一从动剪切板(6)靠近所述第一磁轭(10)一侧中所述永磁体(12)之间产生气隙磁场而相对固定不动、所述第二磁轭(11)远离所述第一端盖(2)一侧表面中所述铁芯(16)与所述第二从动剪切板(7)靠近所述第二磁轭(11)一侧中所述永磁体(12)之间产生气隙磁场而相对固定不动，所述左第二电磁线圈绕组(142)、所述右第二电磁线圈绕组(141)均不施加电流，所述主动剪切板(5)两侧表面中所述铁芯(16)与所述第一从动剪切板(6)靠近所述主动剪切板(5)一侧中所述永磁体(12)、所述第二从动剪切板(7)靠近所述主动剪切板(5)一侧中所述永磁体(12)之间不产生气隙磁场而可相对转动，所述传动轴(8)可带动主动剪切板(5)旋转，所述主动剪切板(5)两侧表面中所述铁芯(16)与所述第一从动剪切板(6)靠近所述主动剪切板(5)一侧中所述永磁体(12)、所述第二从动剪切板(7)靠近所述主动剪切板(5)一侧中所述永磁体(12)间产生涡流阻尼，提供低级惯容系数和阻尼系数。
3.根据权利要求1所述的电磁多级可调变惯容变阻尼装置，其特征在于：
所述第一电磁线圈绕组(13)施加电流，所述第一磁轭(10)远离所述第二端盖(3)一侧表面中所述铁芯(16)与所述第一从动剪切板(6)靠近所述第一磁轭(10)一侧中所述永磁体(12)之间产生气隙磁场而相对固定不动；所述第三电磁线圈绕组(15)不施加电流，所述第二磁轭(11)远离所述第一端盖(2)一侧表面中所述铁芯(16)与第二从动剪切板(7)靠近所述第二磁轭(11)一侧中所述永磁体(12)之间不产生气隙磁场而可相对转动；所述左第二电磁线圈绕组(142)不施加电流，所述主动剪切板(5)中所述左第二电磁线圈绕组(142)中所述铁芯(16)与所述第一从动剪切板(6)靠近所述主动剪切板(5)一侧中所述永磁体(12)之间不产生气隙磁场而可相对转动；所述右第二电磁线圈绕组(141)施加电流，所述主动剪切板(5)中所述右第二电磁线圈绕组(141)中所述铁芯(16) 与所述第二从动剪切板(7)靠近所述主动剪切板(5)一侧中所述永磁体(12)之间产生气隙磁场而相对固定不动，所述传动轴(8)带动所述主动剪切板(5)旋转，及所述第二从动剪切板(7)随所述主动剪切板(5)转动，所述主动剪切板(5)中所述左第二电磁线圈绕组(142)中所述铁芯(16)与所述第一从动剪切板(6)靠近所述主动剪切板(5)一侧中所述永磁体(12)产生涡流阻尼，及所述第二从动剪切板(7)靠近所述第二磁轭(11)一侧中所述永磁体(12)和所述第二磁轭(11)远离所述第一端盖(2)一侧表面中所述铁芯(16)之间产生涡流阻尼，提供中级惯容系数和阻尼系数。
4.根据权利要求1所述的电磁多级可调变惯容变阻尼装置，其特征在于：
所述第三电磁线圈绕组(15)施加电流，所述第二磁轭(11)远离所述第一端盖(2)一侧表面中所述铁芯(16)与所述第二从动剪切板(7)靠近所述第二磁轭(11)一侧中所述永磁体(12)之间产生气隙磁场而相对固定不动；所述第一电磁线圈绕组(13)不施加电流，所述第一磁轭(10)远离所述第二端盖(3)一侧表面中所述铁芯(16)与所述第一从动剪切板(6)靠近所述第一磁轭(10)一侧中所述永磁体(12)之间不产生气隙磁场而可相对转动；所述右第二电磁线圈绕组(141)不施加电流，所述主动剪切板(5)中所述右第二电磁线圈绕组(141)中所述铁芯(16)与所述第二从动剪切板(7)靠近所述主动剪切板(5)一侧中所述永磁体(12)之间不产生气隙磁场而可相对转动；所述左第二电磁线圈绕组(142)施加电流，所述主动剪切板(5)中所述左第二电磁线圈绕组(142)中所述铁芯(16)与所述第一从动剪切板(6)靠近所述主动剪切板(5)一侧中所述永磁体(12)之间产生气隙磁场而相对固定不动，所述传动轴(8)带动所述主动剪切板(5)旋转，所述第一从动剪切板(6)随所述主动剪切板(5)转动，所述第一磁轭(10)中所述铁芯(16)与所述第一从动剪切板(6)靠近所述所述第一磁轭(10)中所述永磁体(12)产生涡流阻尼，及所述主动剪切板(5)中所述右第二电磁线圈绕组(141)中所述铁芯(16)与所述第二从动剪切板(7)靠近所述主动剪切板(5)一侧中所述永磁体(12)产生涡流阻尼，提供中级惯容系数和阻尼系数。
5.根据权利要求1所述的电磁多级可调变惯容变阻尼装置，其特征在于：
所述第一电磁线圈绕组(13)和所述第三电磁线圈绕组(15)均不施加电流，所述第一磁轭(10)远离所述第二端盖(3)一侧表面中所述铁芯(16)与所述第一从动剪切板(6)靠近所述第一磁轭(10)中所述永磁体(12)之间不产生气隙磁场而可相对转动、所述第二磁轭(11)远离所述第一端盖(2)一侧表面中所述铁芯(16)与所述第二从动剪切板(7)靠近所述第二磁轭(11)一侧中所述永磁体(12)之间不产生气隙磁场而可相对转动；所述左第二电磁线圈绕组(142)、所述右第二电磁线圈绕组(141)均施加电流，所述主动剪切板(5)中所述左第二电磁线圈绕组(142)中所述铁芯(16)与所述第一从动剪切板(6)靠近所述主动剪切板(5)一侧中所述永磁体(12)之间产生气隙磁场而相对固定不动、所述主动剪切板(5)中所述右第二电磁线圈绕组(141)中所述铁芯(16)与所述第二从动剪切板(7)靠近所述主动剪切板(5)一侧中所述永磁体(12)之间产生气隙磁场而相对固定不动，所述传动轴(8)带动所述主动剪切板(5)旋转，所述第一从动剪切板(6)和所述第二从动剪切板(7)随所述主动剪切板(5)转动，所述第一磁轭(10)远离所述第二端盖(3)一侧表面中所述铁芯(16)与所述第一从动剪切板(6)靠近所述第一磁轭(10)中所述永磁体(12)产生涡流阻尼、及所述第二磁轭(11)远离所述第一端盖(2)一侧表面中所述铁芯(16)与所述第二从动剪切板(7)靠近所述第二磁轭(11)一侧中所述永磁体(12)产生涡流阻尼，提供高级惯容系数和阻尼系数。
6.根据权利要求1所述的电磁多级可调变惯容变阻尼装置，其特征在于：
所述外套筒(1)、所述传动轴(8)、所述第一端盖(2)及所述第二端盖(3)均为非导磁导电材料；
所述主动剪切板(5)、所述第一从动剪切板(6)、所述第二从动剪切板(7)均为导磁导电材料。
7.根据权利要求1所述的电磁多级可调变惯容变阻尼装置，其特征在于：
所述第一磁轭(10)、所述第一从动剪切板(6)、所述主动剪切板(5)、所述第二从动剪切板(7)及所述第二磁轭(11)均为圆盘状结构；
所述第一磁轭(10)远离所述第二端盖(3)一侧表面设置有所述第一电磁线圈绕组(13)，所述第一电磁线圈绕组(13)环绕所述传动轴呈环形设置，所述第一磁轭(10)远离所述第二端盖(3)一侧表面设置有6个所述第一电磁线圈绕组(13)；
所述第一从动剪切板(6)两侧表面分别设置所述永磁体(12)，所述永磁体(12)环绕所述传动轴呈环形设置，所述第一从动剪切板(6)两侧表面各分别设置有6个所述永磁体(12)，相邻所述永磁体(12)磁极方向相反且与所述第一从动剪切板(6)圆盘主平面相垂直；
所述主动剪切板(5)左侧表面设置所述左第二电磁线圈绕组(142)，右侧表面设置所述右第二电磁线圈绕组(141)，所述第二电磁线圈绕组环绕所述传动轴呈环形设置，所述主动剪切板(5)左侧表面设置有6个所述左第二电磁线圈绕组(142)，右侧表面设置有6个所述右第二电磁线圈绕组(141)；
所述第二从动剪切板(7)两侧分别设置有所述永磁体(12)，所述永磁体(12)环绕所述传动轴呈环形设置，所述第二从动剪切板(7)两侧表面各分别设置有6个所述永磁体(12)，相邻所述永磁体(12)磁极方向相反且与所述第二从动剪切板(7)圆盘主平面相垂直；所述第二磁轭(11)远离所述第一端盖(2)一侧表面设置有所述第三电磁线圈绕组(15)，所述第三电磁线圈绕组(15)环绕所述传动轴呈环形设置，所述第二磁轭(11)远离所述第一端盖一侧表面设置有6个所述第三电磁线圈绕组(15)。
CN202010210568.1A 2020-03-24 2020-03-24 一种电磁多级可调变惯容变阻尼装置 Active CN111335497B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010210568.1A CN111335497B (zh) 2020-03-24 2020-03-24 一种电磁多级可调变惯容变阻尼装置
US17/176,312 US11466744B2 (en) 2020-03-24 2021-02-16 Electromagnetic multistage adjustable variable inertance and variable damping device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010210568.1A CN111335497B (zh) 2020-03-24 2020-03-24 一种电磁多级可调变惯容变阻尼装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111335497A CN111335497A (zh) 2020-06-26
CN111335497B true CN111335497B (zh) 2021-08-27

Family

ID=71180385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010210568.1A Active CN111335497B (zh) 2020-03-24 2020-03-24 一种电磁多级可调变惯容变阻尼装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11466744B2 (zh)
CN (1) CN111335497B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021051374A1 (zh) * 2019-09-20 2021-03-25 大连理工大学 一种连梁剪切位移放大型电涡流阻尼器
CN111827506B (zh) * 2020-07-29 2021-09-21 黄淮学院 一种双压电半主动惯容质量阻尼器
CN112832399B (zh) * 2021-01-04 2022-03-01 山东电力工程咨询院有限公司 一种多级自适应复合惯容减振装置、方法及结构
CN114542637A (zh) * 2022-02-28 2022-05-27 华北水利水电大学 一种阻尼减振器
CN114607062B (zh) * 2022-03-24 2023-06-06 华东交通大学 惯容阻尼可调的速度型电磁涡流惯性阻尼器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE34479E (en) * 1986-02-20 1993-12-14 Minoura Carrier & Stand Works Co., Ltd. Resistence applying means for exercising apparatus
US5468201A (en) * 1990-03-30 1995-11-21 Minoura Co., Ltd. Loading apparatus for exercise device
WO1993007387A1 (en) * 1991-10-07 1993-04-15 Muneaki Takara Device and method for rotation
US5656001A (en) * 1995-06-28 1997-08-12 Racer-Mate, Inc. Eddy current trainer for bicycles or other exercise equipment
NO335671B1 (no) * 2010-04-23 2015-01-19 Nmi Holding As Anordning for demping av pendulære bevegelser og fremgangsmåte for anvendelse av samme
CN103821861B (zh) * 2014-03-21 2015-05-20 湖南大学 一种基于螺旋传动方式的轴向电涡流阻尼器
CN107925341A (zh) * 2015-08-10 2018-04-17 通用电气公司 用于使用层压制动器部件进行发电机制动的***和方法
ITUB20154792A1 (it) * 2015-10-30 2017-04-30 Nuovo Pignone Tecnologie Srl Dispositivo di viraggio per una turbomacchina
CN107959367A (zh) * 2016-10-18 2018-04-24 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种双定子混合励磁涡流阻尼装置
CN207333558U (zh) * 2017-10-29 2018-05-08 华东交通大学 磁流变阻尼器和电涡流阻尼器组合而成的混合式阻尼器
CN208153613U (zh) * 2018-03-28 2018-11-27 江苏海事职业技术学院 一种磁流变阻尼器

Also Published As

Publication number Publication date
US11466744B2 (en) 2022-10-11
CN111335497A (zh) 2020-06-26
US20210301896A1 (en) 2021-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111335497B (zh) 一种电磁多级可调变惯容变阻尼装置
CN109139760B (zh) 一种正负刚度并联的准零刚度隔振器
CN108533669B (zh) 基于电磁负刚度的空间六自由度主被动隔振平台及方法
US9829059B2 (en) Single degree-of-freedom magnetic vibration isolation device
US11056948B1 (en) Progressive force electro-permanent magnets actuator
US4703297A (en) Permanent magnet type linear electromagnetic actuator
WO2015139404A1 (zh) 一种基于螺旋传动方式的轴向电涡流阻尼器
Dobzhanskyi et al. Axial-flux PM disk generator with magnetic gear for oceanic wave energy harvesting
CN109138207B (zh) 一种能量回收式电涡流阻尼器
CN107769622B (zh) 一种径向磁悬浮式电机
CN103001392B (zh) 基于电磁能和永磁能复合能量的摆动驱动装置
CN104795956A (zh) 一种复合永磁可控磁通轴向磁场永磁同步电机
CN111009407A (zh) 一种海尔贝克阵列磁体组件的组装工艺方法
CN111188868A (zh) 一种磁流变多级可调变惯容变阻尼装置
CN102705562A (zh) 内叉形转动体为固定转角的电磁阀
CN107733143B (zh) 一种基于屈曲梁的双稳态永磁舵机及作动方法
CN111277074B (zh) 一种永磁体式磁力丝杆
CN205670477U (zh) 高性能双边法向电磁执行器及空气压缩机
JP4923238B2 (ja) 磁気反発支持回転機
CN1440040A (zh) 产生数倍于永磁材料剩磁磁密强磁场的永磁机构
CN101252038B (zh) 单端激励变压器
CN213628643U (zh) 多工作面旋转式磁流变阻尼器
CN211239723U (zh) 一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机
Cao et al. Design and simulation of Voice Coil Motor for the micro-electric load simulator
RU2392681C1 (ru) Способ косокругового намагничивания ферромагнитного тороида

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant