[發明專利]驅動主動振動平衡器以在基本頻率和諧波頻率下最小化振動

有效

• 申請號: 201380033652.9
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN104395637A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 伊齊基爾·S·霍利迪
• 申請（專利權）人: 神寶公司
• 主分類號: F16F15/02
• 分類號: F16F15/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本發明一般涉及通過以下方法減少或消除主機器的機械振動：驅動耦合到主機器的主動平衡器使得主動平衡器產生相對由主機器產生的力的平衡力。更具體而言，本發明涉及不僅在主機器的基本操作頻率下而且在該基本頻率的諧波(harmonic)下減少或消除機械振動。

背景技術

許多機器由于作為機器的一部分的一個或多個周期性移動質塊(mass)的重復加速和減速而振動。在某些環境下，振動可能使人不舒服、分心或惱人，并且在一些情況下，它們會干擾其它設備的操作且甚至可能導致損壞。減少振動的一種方式是將振動機器通過中間減振器(其可以是吸收部分振動能量的裝置或材料)安裝到另一個質塊。然而，因為這種方式只能部分減少振動，所以消除或至少最小化振動的幅度的更有效的方法是將振動平衡器剛性安裝到振動機器。振動平衡器產生與振動相反的力；即，其產生幅度相等或幾乎相等但相位相反的力，并由此抵消或幾乎抵消由振動產生的力。

振動平衡器一般有兩種類型，被動振動平衡器和主動振動平衡器，其中一些也被稱為調諧質塊避震器、主動質塊避震器或減振器。被動振動平衡器本質上是諧振彈簧和質塊系統，其被調諧到振動機器的操作頻率，但是被布置為在與由振動產生的力相差180°的相位下將力從其加速和減速質塊施加到振動機器。主動振動平衡器本質上是質塊，且還可鏈接到彈簧，但質塊的運動由感測振動并相對于振動驅動質塊的控制系統控制。

雖然被動平衡器不太昂貴，但是它具有以下缺點：它僅可在其被調諧到的一個諧振頻率下響應振動。主動平衡器可響應于振動頻率的細微變化并能夠以更好地抵消振動的幅度施加補償力，但主動平衡器更昂貴并且需要控制器來以所需的幅度和相位驅動主動平衡器。據本人所知，被動平衡器或主動平衡器都在振動機器的基本操作頻率的諧波下不具有平衡振動。

因此，本發明的目的和特征是提供用于在機器的基本操作頻率和該基頻的諧波兩者下減少或消除機器的振動。

發明內容

本發明是用于在主振動機器的基本操作頻率和該操作頻率的選定諧波下平衡主振動機器的振動。主振動機器的振動被感測以提供代表主振動機器的被感測機械振動的感測振動信號。產生用于操作頻率的基本諧波和選定諧波的平衡信號，且優選產生用于幾個選定諧波中的每個的諧波平衡信號。通過由自適應濾波器的自適應濾波算法處理感測的振動信號產生每個平衡信號。每個選定頻率的自適應濾波算法在其被分配的選定頻率下具有正交正弦變化的參考輸入。所有選定頻率的諧波平衡信號相加并施加以驅動主動平衡器的驅動電機。每個選定頻率下的每個諧波平衡信號因此以用于相對每個選定頻率下的振動的每個選定頻率的驅動電壓分量驅動驅動電機。

附圖說明

圖1是示出本發明的基本操作的框圖。

圖2是示出其為本發明的組件的自適應平衡信號發生器的操作框圖。

圖3示出本發明的一個實施例的圖。

圖4示出本發明的另一實施例的圖。

圖5示出本發明的又另一實施例的圖。

在描述在附圖示出的本發明的優選實施例中，為清楚起見，將采取特定術語。然而，這不意味著本發明限于如此選擇的特定術語且應理解，每個特定術語包括以類似方式操作以實現類似目的的所有技術等同物。

具體實施方式

美國專利7,511,459通過引用并入本申請。該現有技術專利示出用于被驅動地鏈接到斯特林機器且可與本發明的實施例一起使用的控制線性電機/交流發電機的控制系統的實例。更具體而言，本專利公開了其在本文中稱為用于將主電驅動電壓和電流施加到其電機/交流發電機電樞繞組以便在其工作頻率下控制其操作的主要控制系統的實例。

雖然本發明的最初設想的應用是平衡驅動地鏈接到線性電機/交流發電機的斯特林機的振動，但是本發明也可適用于減少其它主振動機器的振動。本發明可獨立于主振動機器的控制系統操作，并因此并不一定依賴于該控制系統。然而，本發明和主振動機器的控制系統之間的交互可被添加到本發明且本發明的一個所示實施例(圖3)利用來自主振動機器的控制系統的信號。

術語和現有技術的基本原則