一种励磁式电涡流阻尼器及阻尼系数连续可调的方法与流程

本发明涉及一种可对阻尼系数进行连续、实时调节的电涡流阻尼器设计技术。

背景技术：

传统的电涡流阻尼器，由于使用的是硬磁材料产生固定的磁场，在导体中产生的涡流效应仅与导体的旋转速度相关，因此阻尼系数是固定的，只要导体发生转动就必然有阻尼力的产生。在某些需要对阻尼系数进行实时调节的场合，尤其需要阻尼器在不发挥作用时输出的阻尼力为零的工作场合，这种固定阻尼系数的阻尼器无法满足系统工作的需求。

励磁式电涡流阻尼器通过改变励磁电压幅值的大小控制励磁绕组中励磁电流的大小，调节工作气隙中感应磁场的大小，从而改变阻尼器中电涡流的大小实现阻尼系数从零开始的连续调节和实时闭环控制，具有抗电磁干扰、分辨率高、结构简单、环境适应强的特点。

实

技术实现要素：

本发明的目的是：提出励磁式电涡流阻尼器的设计技术。

本发明的技术方案是：一种励磁式电涡流阻尼器，包括：转子1、定子铁心2、励磁绕组3，转子1由阻尼杯和磁轭组成，阻尼杯为低阻铜合金材料，磁轭为高饱和软磁合金材料；定子铁心2由高饱和软磁合金材料的定子冲片叠压而成，定子铁心2上均布开有12个槽，每个槽中均放置励磁绕组3,励磁绕组3采用集中式绕组方式，逐槽依次为正向、反向放置，励磁绕组3通以励磁电流后在整个定子铁心2外圆的360度范围内形成六对n、s极感应磁场，每个n极和s极所占的电角度为30度；定子铁心2的内圆与阻尼器的固定轴连接，定子铁心2的外圆和转子1磁轭内圆之间的间隙为工作气隙，转子1的外圆与阻尼器的输出轴连接。

一种实现电涡流阻尼器的阻尼系数连续可调的方法，其特征在于：如权利要求1所述在电涡流阻尼器中安装有励磁绕组3，励磁绕组3共有12个线圈，以集中绕组的形式嵌放在定子铁心2中，第1个线圈绕制在定子铁心2的第1个齿上，第2个线圈反方向绕制在第2个齿上，第3个线圈的绕制方向与第一个线圈相同，以此类推，直到第12个线圈按反方向绕制在第12个齿上。

根据阻尼器的性能指标要求，可通过改变12个线圈的首、尾接线方式实现各线圈的并联、串联、串/并联混合的多种形式，从而使得在相同的外接输入励磁电压下，实现阻尼系数多种范围的灵活调节。针对每一种接线方式，通过改变励磁电压幅值的大小控制励磁绕组3中励磁电流的大小，调节工作气隙中感应磁场的大小，从而改变阻尼器中电涡流的大小实现阻尼系数从零开始的连续调节和实时闭环控制。

本发明的优点是：本发明的励磁式电涡流阻尼器，通过改变励磁电压幅值的大小控制励磁绕组中的电流大小，调节工作气隙中感应磁场的大小，从而改变阻尼杯中涡电流的大小实现阻尼系数从零开始的连续可调的目标，同时实现在不改变阻尼器本体结构的情况下，阻尼系数的实时、闭环控制，改善了以往电涡流阻尼器阻尼系数无法调节或者只能停机进行结构上的调节，而无法实时闭环控制的工作模式。励磁式电涡流阻尼器的阻尼系数与励磁电流的大小成线性关系。

附图说明

图1是励磁式电涡流阻尼器安装方式示意图；

图2是励磁式电涡流阻尼器结构图；

图3是励磁绕组串联接线方式；

图4是励磁绕组并联接线方式；

图5是励磁绕组串/并联混合接线方式ⅰ；

图6是励磁绕组串/并联混合接线方式ⅱ；

图7是励磁绕组串/并联混合接线方式ⅲ；

图8是励磁绕组串/并联混合接线方式ⅳ；

具体实施方式

励磁绕组共有12个线圈，以集中绕组的形式嵌放在定子铁心中，根据定子铁心的槽面积和阻尼系数的要求确定每个线圈的匝数和漆包线线径；

第1个线圈绕制在定子铁心的第1个齿上，第2个线圈反方向绕制在第2个齿上，第3个线圈的绕制方向与第1个线圈相同，以此类推，直到第12个线圈按反方向绕制在第l2个齿上。

如图3所示，励磁绕组3串联接线方式为：第1个线圈的原边与励磁电压的正极连接，副边接第2个线圈的副边；第2个线圈的原边接第3个线圈的原边，第3个线圈的副边接第4个线圈的副边；第4个线圈的原边接第5个线圈的原边，以此类推，直到第12个线圈的副边与励磁电压的负极连接；

如图4所示，励磁绕组3并联接线方式为：每个线圈的原边均与励磁电压的正极连接，副边均与励磁电压的负极连接；在相同励磁电压和线圈匝数不变的情况下，并联接线方式产生励磁电流是串联接线方式励磁电流的12倍，因此并联接线方式的阻尼系数是串联接线方式的阻尼系数的12倍；

如图5所示，励磁绕组3串/并联混合接线方式ⅰ为：第1个线圈的原边与励磁电压的正极连接，副边接第2个线圈的副边，第2个线圈的原边与励磁电压的负极连接；第3、4个线圈重复第1、2个线圈接线方式，依次类推，直到第11、12个线圈重复第1、2个线圈接线方式；在相同励磁电压和线圈匝数不变的情况下，串/并联混合接线方式ⅰ的励磁电流是串联接线方式的励磁电流的3倍，因此串/并联混合接线方式ⅰ的阻尼系数是串联接线方式的阻尼系数的3倍；

如图6所示，励磁绕组3串/并联混合接线方式ⅱ为：第1个线圈的原边与励磁电压的正极连接，副边接第2个线圈的副边；第2个线圈的原边接第3个线圈的原边，第3个线圈的副边与励磁电压的负极连接；第4、5、6个线圈重复第1、2、3个线圈接线方式，依次类推，直到第10、11、12个线圈重复第1、2、3个线圈接线方式；在相同励磁电压和线圈匝数不变的情况下，串/并联混合接线方式ⅱ的励磁电流是串联接线方式的励磁电流的4/3倍，因此串/并联混合接线方式ⅱ的阻尼系数是串联接线方式的阻尼系数的4/3倍；

如图7所示，励磁绕组3串/并联混合接线方式ⅲ为：第1个线圈的原边与励磁电压的正极连接，副边接第2个线圈的副边；第2个线圈的原边接第3个线圈的原边，第3个线圈的副边接第4个线圈的副边；第4个线圈的原边与励磁电压的负极连接；第5、6、7、8个线圈重复第1、2、3、4个线圈接线方式，依次类推，直到第9、10、11、12个线圈重复第1、2、3、4个线圈接线方式；在相同励磁电压和线圈匝数不变的情况下，串/并联混合接线方式ⅲ的励磁电流是串联接线方式的励磁电流的3/4倍，因此串/并联混合接线方式ⅲ的阻尼系数是串联接线方式的阻尼系数的3/4倍；

如图8所示，励磁绕组3串/并联混合接线方式ⅳ为：第1个线圈的原边与励磁电压的正极连接，副边接第2个线圈的副边；第2个线圈的原边接第3个线圈的原边，第3个线圈的副边接第4个线圈的副边；第4个线圈的原边接第5个线圈的原边，以此类推，直到第6个线圈的副边与励磁电压的负极连接；第7、8、9、10、11、12个线圈重复第1、2、3、4、5、6个线圈的接线方式；在相同励磁电压和线圈匝数不变的情况下，串/并联混合接线方式ⅳ的励磁电流是串联接线方式的励磁电流的1/3倍，因此串/并联混合接线方式ⅳ的阻尼系数是串联接线方式的阻尼系数的1/3倍。

实施例

串联接线方式：

第1个线圈绕制在定子铁心的第1个齿上，第2个线圈反方向绕制在第2个齿上，第3个线圈的绕制方向与第一个线圈相同，以此类推，直到第12个线圈按反方向绕制在第12个齿上。

第1个线圈的原边与励磁电压的正极连接，副边接第2个线圈的副边；第2个线圈的原边接第3个线圈的原边，第3个线圈的副边接第4个线圈的副边；第4个线圈的原边接第5个线圈的原边，以此类推，直到第12个线圈的副边与励磁电压的负极连接；

本励磁式电涡流阻尼器，励磁绕组使用串联式接线方式，励磁电流可以实现从零开始的连续调节，并通过励磁电压幅值的闭环控制实现励磁电流的闭环控制，从而实现阻尼系数的闭环控制。