[實用新型]高速電磁阻尼器

有效

• 申請號: 201220240079.1
• 申請日: 2012-05-26
• 公開（公告）號: CN202746472U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 王晗;陳新;陳新度;劉強;李克天;趙蓉麗;楊志軍;夏鴻建;歐陽祥波;朱自明;李炯杰;嚴志彬
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: F16F6/00
• 分類號: F16F6/00;F16F7/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本實用新型是一種高速電磁阻尼器。特別涉及一種應用于高速末端執行機構的電磁阻尼器，屬于減振技術領域。?

背景技術

為確保高速焊線機、貼片機等設備的精密工作件與工作面間接觸力控制在精確的范圍內，電機緩沖與末端阻尼器往往在考慮范圍內。由于設備工作頻率的提高，利用改變供電信號控制電機緩沖的難度越來越大，而且因為電機自身的慣性因素，可靠性逐漸降低，這時，末端阻尼器的優勢逐漸明顯。阻尼器可以直接影響到接觸工作面的受力狀態，其決定了設備的加工質量，此外，其還影響到設備的使用壽命。高速執行過程中，末端阻尼器件多采用彈簧阻尼器、永磁體磁性阻尼器、電磁阻尼器以及特種材料阻尼器。彈簧阻尼器制作簡單，成本低，可靠性高，使用較為普遍。但隨著工作頻率急劇升高，彈簧阻尼器的頻響逐漸到達極限，而且彈簧阻尼器容易產生疲勞，而且伴隨噪聲，隨著設備的升級，逐漸不適用于目前的高頻加工設備。永磁體磁性阻尼器是也是目前應用較廣的阻尼產品，由于極性相同的永磁面間永不接觸，理論上不存在疲勞和磨損。但永磁體阻尼器也存在一定的缺陷，其對材料要求嚴格，要求較高的矯頑力，而且由于漏磁的產生，也影響其應用精度和使用壽命。特種材料阻尼器是目前研究的熱門領域，由于其涉及到材料領域，研發的過程較長，參數較為單一，材料的穩定性也存在一定的不確定性，多用在特種設備和特殊環境中，相對成本也較高。?

電流的磁效應早在一百年多年前就被人們發現，由此產生的電磁鐵得到了較為廣泛的應用。隨著被動阻尼器應用的局限越來越明顯，主動阻尼器逐漸得到產業界的重視。因為電磁鐵可以通過改變經過繞線電流，較為方便地控制磁軛間的磁場強度，這也意味著可以通過外部控制，動態改變阻尼器的阻尼力，可以更為靈活的對精密運動件的碰撞接觸，進行高精度的阻尼控制，從而改善接觸面的受力狀態，使得末端器件得到良好的緩沖，提高加工質量和部件的使用壽命。?

隨著脈寬調制式(PWM)功率放大器的研制成功，解決了效率和功率之間的矛盾。國外采用PWM技術制造出了集成電路元件，如美國德州儀器和APEX公司相繼推出了PWM型音頻功放用集成電路元件。APEX公司的SA60，效率可達97%，輸出電流達10A。?Bang-Bang控制、采樣保持控制和滯后控制等多種控制方法也相繼用十電磁軸承系統的開關功放的設計和實現上。目前，開關功放正在向大功率化發展，英國LDS(Ling?Dynamic?System?Ltd)公司的SPAK開關功放采用多個開關功放模塊并聯，最大功率可達280kW，開關頻率150kHz，效率達到93%，但其模塊之間存在均流問題。新型的開關功放正在嘗試采用DSP芯片開發DPPC(數字脈沖功率轉換器)，它的載頻可變，頻率高達兆赫茲?。?

目前，ANSYS軟件的不斷升級，對于有限元的分析能得到更好的模擬，對通過磁場的分析，從而更有效地去控制磁場的變化和對周圍元器件的影響。同時可以利用ANSYS軟件模擬高速電磁阻尼器電磁鐵產生的三維磁場,?從而仿真出電磁鐵的磁力線分布情況,?然后計算出磁隙間的磁感應強度大小,驗證模擬的正確性。ANSYS可以給出電磁鐵磁感應強度總量和分量的分布特征,?實現電磁鐵磁場的可視化。?

采用ADAMS對電磁阻尼減振系統進行了振動仿真分析，可以通過仿真結果，合理設置阻尼比，能夠有效抑制諧振峰值，大幅度提高低頻減振效果，并且可以對對減振平臺諧振頻率和高頻性能影響很小。采用ADAMS和MATLAB2種軟件以及傳統PID(比例積分微分)、不完全微分PID和模糊自調整PID3種控制方法分別對系統的運動仿真。?

因此，由電磁鐵裝置構成的高集成度高速可控阻尼器具備了實現的可能性，可以實現高速工作下的可編程定量控制，延展了末端阻尼器的使用范圍，降低了重復研發的時間和工業應用的成本。?

發明內容

本實用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種結構簡單，體積小，便于在高速往復運動執行器末端進行組裝，運行可靠性高的高速電磁阻尼器。本實用新型設計合理，方便實用。?