[發明專利]平面不對稱電磁阻尼器

有效

• 申請號: 201410361885.8
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104132086A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 田俊梅;劉民凱;付文華;閆愛青;呂高;王國枝;韓肖寧;張學軍
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: F16F6/00
• 分類號: F16F6/00
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及電磁阻尼器，具體是一種平面不對稱電磁阻尼器。

背景技術

目前，阻尼器按照工作原理可分為彈簧阻尼器、粘滯阻尼器、電磁阻尼器。其中，彈簧阻尼器普遍存在容易老化的問題，粘滯阻尼器普遍存在維護困難的問題。相較于彈簧阻尼器和粘滯阻尼器，電磁阻尼器不容易老化且更加便于維護，因此其應用更加廣泛。傳統的平面電磁阻尼器由初級和次級組成。所述初級由上層軛板1、下層軛板2、n個上層板狀永磁體3、n個下層板狀永磁體4組成。上層板狀永磁體固定于上層軛板的下板面，下層板狀永磁體固定于下層軛板的上板面。上層板狀永磁體和下層板狀永磁體共同形成上下對稱結構，且上層板狀永磁體和下層板狀永磁體的磁極對應法則為N-S-N-S對應法則。在N-S-N-S對應法則下，上層板狀永磁體和下層板狀永磁體共同產生初級磁場，初級磁場磁力線分布如圖1所示。所述次級由金屬板5（通常為銅板或鋁板）組成。金屬板可移動地設置于上層板狀永磁體與下層板狀永磁體之間的氣隙內。工作時，金屬板在氣隙內進行運動并切割初級磁場磁力線，使得金屬板中根據楞次定律產生渦流，進而產生阻礙原磁場變化的新磁場。最終，在新磁場、渦流、金屬板運動的共同作用下，金屬板上產生阻尼力（阻尼力阻礙金屬板的運動，且阻尼力的方向與金屬板的運動方向相反）。阻尼力的計算公式如下：

??????????????????????????????????????（1）；

式（1）中：df為金屬板中渦流元所受的阻尼力；dB為金屬板所在位置的磁通密度；i為金屬板中渦流元的電流強度；dl為金屬板中渦流元的流通路徑的單位長度。

根據式（1）可知，決定金屬板上產生的阻尼力大小的因素為金屬板所在位置的磁通密度和金屬板中渦流元的電流強度。而金屬板中渦流元的電流強度的計算公式如下：

??????????????????????????????????????（2）；

式（2）中：i為金屬板中渦流元的電流強度；R為金屬板中渦流流經的電阻；為金屬板在氣隙內運動時遭遇到的初級磁場變化率。

根據式（2）可知，決定金屬板中渦流元的電流強度的因素為金屬板中渦流流經的電阻和金屬板在氣隙內運動時遭遇到的初級磁場變化率。由于金屬板通常采用低電阻率的銅板或鋁板，金屬板中渦流流經的電阻通常是恒定的。因此，在不改變金屬板的材料、形狀、運動速度的前提下，若要增大金屬板上產生的阻尼力，勢必需要改變初級磁場的分布特性，以提高金屬板在氣隙內運動時遭遇到的初級磁場變化率。

實踐表明，傳統的平面電磁阻尼器由于自身結構所限，存在如下問題：其一，由于初級采用上下對稱結構，且初級的磁極對應法則采用N-S-N-S對應法則，導致初級磁場磁力線較為均勻地穿過金屬板所在的氣隙，如圖1所示。其二，由于次級采用單一的金屬板組成，金屬板遭遇到的初級磁場變化率僅與金屬板本身運動的位置有關，導致金屬板上產生的阻尼力完全是被動產生的。而上述兩種原因均導致金屬板在氣隙內運動時遭遇到的初級磁場變化率較小，由此導致金屬板中產生的渦流較小，從而導致金屬板上產生的阻尼力較小?；诖?，有必要發明一種全新的電磁阻尼器，以解決傳統平面電磁阻尼器阻尼力較小的問題。

發明內容

本發明為了解決傳統平面電磁阻尼器阻尼力較小的問題，提供了一種平面不對稱電磁阻尼器。