一种复合电磁式动力吸振器制造技术

本发明专利技术提供一种复合电磁式动力吸振器，外壳采用软磁材料制成，线圈槽开设在外壳的内壁面上，动子处于平衡位置时，沿动子的轴向，线圈槽的上方槽口边缘位于上方主永磁体的N极表面与S极表面之间，线圈槽的下方槽口边缘位于下方主永磁体的N极表面与S极表面之间；线圈安装在线圈槽内，在线圈通正向电流时，动子受到向下的电磁力。同时，在线圈中间部分导线受到沿径向朝里的磁场的影响，根据左手定则，线圈会受到向上的安培力，根据牛顿第三定律，动子会受到一个向下的反作用力。即当线圈通正向电流时，动子同时会受到向下的电磁力和安培力，当线圈通反向电流时，动子同时会受到向上的电磁力和安培力，通过电磁力和安培力共同作用抵消振动。

A composite electromagnetic dynamic vibration absorber

【技术实现步骤摘要】
一种复合电磁式动力吸振器
本专利技术属于吸振
，具体涉及一种复合电磁式动力吸振器。
技术介绍
在众多工业领域，机械振动是一种不可忽视的工程问题。吸振器作为一种常用的振动控制手段被广泛应用，而主动式吸振作为吸振器的终极形式，可以最大程度抑制振动。传统的主动式电磁吸振器产生电磁力的方式主要是：(1)安倍力型吸振器：此类吸振器大多导线周向环绕，通电导线在径向磁场的作用下产生安培力。此类吸振器，需要将线圈置于气隙间，线圈通电在气隙磁场中产生安培力；(2)电磁铁型吸振器：给围绕铁芯的通电导线通电，使铁芯变成电磁铁，电磁铁与动子吸引或排斥产生电磁力。上述两种原理的主动式电磁吸振器各存在弊端如下。对于安培力型吸振器而言，其缺点是电磁输出力密度相对较小，不能在有限的空间产生足够的电磁力。原因是气隙磁场强度与线圈空间之间存在矛盾：如中国专利技术专利CN107339352B公开的一种电磁机电耦合电路调谐吸振器，线圈安装在外壳与动子之间的气隙中，若提高线圈匝数从而提高输出力，匝数越多线圈的径向宽度越大，则气隙势必变大，气隙增大导致气隙磁场强度变弱，反而削弱输出力；若通过减小气隙提高气隙磁场强度从而提高输出力，势必会压缩线圈的安装空间，迫使减少线圈匝数，从而减小线圈过流面积，反而削弱输出力。实际应用中，为保证足够的气隙磁场强度，此类吸振器线圈层数往往在1-3层，因此对于产生安培力为主的电磁吸振器，往往体积相对较大，输出力体积密度较小。对于电磁铁型吸振器而言，虽然其电磁输出力密度相较于上述原理电磁吸振器而言较大，但其输出力往往会随动子位移的变化而变化，这会导致电磁力输出线性度较差(当给吸振器通单频电流时，吸振器输出力会产生谐波)。这往往直接影响振动主动控制的效果，甚至导致控制失败。如中国专利文献CN108916301B公开的一种电磁式主动控制吸振器中动子电磁铁与定子永磁铁作用原理。一方面，其永磁铁与电磁铁间距离会随着动子的位移变化而变化，因此输出力会随动子的变化而变化；另一方面，为保证永磁铁与电磁铁不碰撞，其永磁铁与电磁铁需要保证较大的间隙，这还会导致输出力减小。又如中国专利文献CN106641087B公开的一种电磁式主动吸振器，当动子偏离中心平衡位置越大时，定子对动子的作用力就越强，这会造成一定程度的非线性性，当吸振器工作电流较大、工作频率较低时，此非线性性体现的愈加明显，这限制了此类作动器的下限工作频率。
技术实现思路
因此，本专利技术所要解决的技术问题在于现有的安培力型吸振器或电磁铁型吸振器无法兼顾输出力密度与输出力线性度。为此，本专利技术提供一种复合电磁式动力吸振器，包括所述吸振器单体包括：外壳；两个盖板，相对设置并罩设在所述外壳的两端，并与所述外壳围成安装腔；动子，安装在所述安装腔内；所述动子包括：三块动子铁芯和两块主永磁体，所述动子铁芯和主永磁体依次间隔设置；振动导向组件，所述动子通过所述振动导向组件与所述外壳同轴安装在所述安装腔内；线圈，绕设在所述外壳与所述动子之间；其特征在于，线圈槽，围绕所述动子开设在所述外壳的内壁面上；在所述动子处于平衡位置时，沿所述动子的轴向，所述线圈槽的上方槽口边缘位于上方所述主永磁体的N极表面与S极表面之间；所述线圈槽的下方槽口边缘位于下方所述主永磁体的N极表面与S极表面之间；所述线圈固定安装在所述线圈槽内；所述外壳由软磁材料制成。所述线圈充满所述线圈槽，且所述线圈朝向所述动子的侧面与所述外壳的内壁面齐平。所述线圈槽的轴向截面为方形。还包括：至少两个副永磁体，分别固定在位于所述动子两端的动子铁芯朝向所述盖板的端面上；相邻的所述副永磁体与所述主永磁体同极相对设置。所述副永磁体的外径和所述动子铁芯的外径相同。任一所述主永磁体的外周固定挡圈。任一所述动子铁芯和加固挡圈的主永磁体的外径相同。任一所述振动导向组件包括：限位部，与所述动子同轴设置在所述动子上；弹性件，其一端固定在所述安装腔的内壁上，另一端固定在所述限位部上。还包括：至少两个直线轴承，与所述动子同轴且分别固定安装在所述动子两端的所述动子铁芯上；导杆，沿着所述动子的中心轴贯穿所述动子，且两端分别连接在相对的两侧所述盖板上；所述动子通过所述直线轴承可滑动地安装在所述导杆上。任一所述限位部为第一凹槽，开设在所述动子朝向所述盖板的端面上；任一所述弹性件为压缩弹簧；所述盖板上对应所述第一凹槽开设第二凹槽；所述压缩弹簧的两端分别固定在所述第一凹槽和所述第二凹槽内。任一所述限位部为法兰；所述法兰固定在所述动子上；任一所述弹性件为至少一个板簧，沿所述法兰周向均匀分布；任一所述板簧一端固定在所述法兰上，另一端固定在所述安装腔的内壁上。所述板簧为圆环形，其圆环形的内圈边缘固定在所述法兰上，其外圈边缘固定在所述安装腔的内壁上。任一所述动子铁芯与所述外壳由硅钢片堆叠或卷绕制成。位于中间的所述动子铁芯上安装散热片。所述安装腔内充满润滑脂。本专利技术的技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的一种复合电磁式动力吸振器，外壳采用软磁材料制成，在外壳的内壁面上围绕安装腔内的动子开设线圈槽，动子处于平衡位置时，沿动子的轴向，线圈槽的上方槽口边缘位于上方主永磁体的N极表面与S极表面之间；线圈槽的下方槽口边缘位于下方主永磁体的N极表面与S极表面之间；线圈固定安装在线圈槽内，线圈通电时，外壳形成电磁铁，与动子之间产生相互作用力，例如，在线圈通正向电流时，动子受到向下的电磁力。同时，在线圈中间部分导线受到沿径向朝里的磁场的影响，根据左手定则可知线圈会受到向上的安培力，根据牛顿第三定律可知动子会受到一个向下的反作用力。即当线圈通正向电流时，动子同时会受到向下的电磁力和安培力，当线圈通反向电流时，动子同时会受到向上的电磁力和安培力，因此，在线圈通某一单频简谐波电流时，动子会受到一个单频的力。动子作为主动吸振器的质量块，受到电磁力激励，会在弹簧-振子-阻尼系统响应惯性力，作为主动式吸振器的输出力，从而抵消设备振动。2.本专利技术提供的一种复合电磁式动力吸振器，线圈安装在线圈槽内，且线圈的内壁面与外壳的内壁面齐平，外壳内壁面与动子周向壁面之间的气隙可以调整至最小，增大气隙磁场强度从而提高了输出力密度。3.本专利技术提供的一种复合电磁式动力吸振器，在动子两端的动子铁芯与其相对的盖板之间设置振动导向组件，任一振动导向组件适于对动子施加沿外壳轴向运动的弹性偏压力，通过振动导向组件将动子的运动限制在沿外壳的轴向上，保证了输出力的线性度。4.本专利技术提供的一种复合电磁式动力吸振器，在动子两端的动子铁芯朝向盖板的端面上分别设置副永磁体，即位于上方的动子铁芯夹在上方主永磁体与副永磁体之间，位于下方的动子铁芯夹在下方主永磁体与副永磁体之间，主永磁体与副永磁体同极相对设置形成磁场屏障，避免了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合电磁式动力吸振器，包括：/n外壳(1)；/n两个盖板(2)，相对设置并罩设在所述外壳(1)的两端，并与所述外壳(1)围成安装腔；/n动子，安装在所述安装腔内；所述动子包括：/n三块动子铁芯(3)和两块主永磁体(4)，所述动子铁芯(3)和主永磁体(4)依次间隔设置；/n振动导向组件，所述动子通过所述振动导向组件与所述外壳同轴安装在所述安装腔内；/n线圈(5)，绕设在所述外壳(1)与所述动子之间；/n其特征在于，/n线圈槽(11)，围绕所述动子开设在所述外壳(1)的内壁面上；在所述动子处于平衡位置时，沿所述动子的轴向，所述线圈槽(11)的上方槽口边缘位于上方所述主永磁体(4)的N极表面与S极表面之间；所述线圈槽(11)的下方槽口边缘位于下方所述主永磁体(4)的N极表面与S极表面之间；/n所述线圈(5)固定安装在所述线圈槽(11)内；/n所述外壳(1)由软磁材料制成。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合电磁式动力吸振器，包括：
外壳(1)；
两个盖板(2)，相对设置并罩设在所述外壳(1)的两端，并与所述外壳(1)围成安装腔；
动子，安装在所述安装腔内；所述动子包括：
三块动子铁芯(3)和两块主永磁体(4)，所述动子铁芯(3)和主永磁体(4)依次间隔设置；
振动导向组件，所述动子通过所述振动导向组件与所述外壳同轴安装在所述安装腔内；
线圈(5)，绕设在所述外壳(1)与所述动子之间；
其特征在于，
线圈槽(11)，围绕所述动子开设在所述外壳(1)的内壁面上；在所述动子处于平衡位置时，沿所述动子的轴向，所述线圈槽(11)的上方槽口边缘位于上方所述主永磁体(4)的N极表面与S极表面之间；所述线圈槽(11)的下方槽口边缘位于下方所述主永磁体(4)的N极表面与S极表面之间；
所述线圈(5)固定安装在所述线圈槽(11)内；
所述外壳(1)由软磁材料制成。


2.根据权利要求1所述的复合电磁式动力吸振器，其特征在于，所述线圈(5)充满所述线圈槽(11)，且所述线圈(5)朝向所述动子的侧面与所述外壳(1)的内壁面齐平。


3.根据权利要求1所述的复合电磁式动力吸振器，其特征在于，还包括：
至少两个副永磁体(6)，分别固定在位于所述动子两端的动子铁芯(3)朝向所述盖板(2)的端面上；
相邻的所述副永磁体(6)与所述主永磁体(4)同极相对设置。


4.根据权利要求3所述的复合电磁式动力吸振器，其特征在于，所述副永磁体(6)的外径和所述动子铁芯(3)的外径相同。


5.根据权利要求1所述的复合电磁式动力吸振器，其特征在于，任...

【专利技术属性】
技术研发人员：张维，李东昱，闫政涛，陈凡，杨预立，
申请(专利权)人：中科振声苏州电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32