一种基于电涡流阻尼装置的围带叶片减振装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于电涡流阻尼装置的围带叶片减振装置及方法，涉及风机叶片减振技术领域，解决了叶片减振效果较差且在减振过程中容易断裂的技术问题，其技术方案要点是在围带连接处加装电涡流阻尼装置，该电涡流阻尼装置由永磁体和导体板组成，当叶片

【技术实现步骤摘要】
一种基于电涡流阻尼装置的围带叶片减振装置及方法


[0001]本申请涉及风机叶片减振
，尤其涉及一种基于电涡流阻尼装置的围带叶片减振装置及方法。

技术介绍

[0002]引风机、一次风机等是发电厂常用的能量转换设备，风机叶片直接承担着能量转换任务。风机在高速旋转工作状态时，叶片在周向振动。对于变频风机，如果叶片通过频率或谐波频率与叶片固有频率重合，会激起叶片共振，使叶片振动增大，可能导致叶片断裂。
[0003]现有技术中叶片减振方法包括：(1)叶片喷漆法：通过在叶片上喷涂一层与叶片厚度接近的漆，实现对叶片的调频，避免共振。但叶片上的喷漆容易被风机流体介质腐蚀；同时，喷漆长期暴露在高流速介质中，也很容易被刮落。(2)叶片间使用加强筋条/板连接：通过筋条/板将叶片连接为一个整体，可以在风机工作时抑制叶片振动，同时也可以调频。如果加筋位置错误或加筋型式不对，在风机工作过程中，筋条容易因为强度不足而断裂。(3)围带成组：在叶片顶端使用围带，将位置紧邻的叶片连为一组，可以起到调频和提高叶片强度的作用。而围带与围带间往往通过焊接连接，可能会产生残余热应力。在风机工作时，围带与围带间存在的周向振动，可能会使焊接处应力增大，造成断裂。
[0004]因此，亟需一种新的叶片减振方法以克服传统减振方法的缺点。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种基于电涡流阻尼装置的围带叶片减振装置及方法，其技术目的是高效降低叶片振动，保障设备运行的安全性。
[0006]本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0007]一种基于电涡流阻尼装置的围带叶片减振装置，包括加装在叶片上的至少两个围带以及相邻围带间的电涡流阻尼装置，相邻围带均沿着周向延伸以在其之间形成空腔，所述电涡流阻尼装置安装在所述空腔内；所述电涡流阻尼装置包括永磁体和导体板，所述导体板安装在空腔的上端，所述永磁体对应安装在空腔的下端，且所述导体板和所述永磁体的间隙尽可能的小；导体板的导体面积大于永磁体的磁极面积，导体板的厚度占据空腔厚度的1/2
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2/3；轴向视角上，导体板的长度为4.5
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5.5cm、宽度为围带宽度的4/5，永磁体的长度为3.5
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4.5cm、宽度为围带宽度的4/5。
[0008]本申请的有益效果在于：本申请所述的基于电涡流阻尼装置的围带叶片减振装置及方法，在围带连接处加装电涡流阻尼装置，该电涡流阻尼装置由永磁体和导体板组成，当叶片
‑
围带系统周向振动时，在围带连接部位的永磁体和导体板也会产生相对运动，导体就会切割磁感线。此时金属内部会产生电涡流，电涡流垂直于磁场方向运动会产生磁性阻尼力阻碍这种相对运动，达到降低叶片振动的目的。该装置安装方便，且能够有效抑制叶片振动，降低叶片应力。
附图说明
[0009]图1为叶片振动分析简化模型示意图；
[0010]图2为围带
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叶片系统示意图；
[0011]图3为电涡流阻尼装置的安装位置示意图；
[0012]图4为轴向视角上围带连接处电涡流阻尼装置的示意图；
[0013]图5为轴向视角上围带与导体板和永磁体的固定示意图；
[0014]图6为导体板和围带连接的径向视图；
[0015]图7为围带间连接示意图。
具体实施方式
[0016]下面将结合附图对本申请技术方案进行详细说明。
[0017]如图2至图4所示，本申请所述的基于电涡流阻尼装置的围带叶片减振装置，包括加装在叶片上的至少两个围带以及相邻围带间的电涡流阻尼装置，相邻围带均沿着周向延伸以在其之间形成空腔，所述电涡流阻尼装置安装在所述空腔内；所述电涡流阻尼装置包括永磁体和导体板，所述导体板安装在空腔的上端，所述永磁体对应安装在空腔的下端，且所述导体板和所述永磁体的间隙尽可能的小；导体板的导体面积大于永磁体的磁极面积，导体板的厚度占据空腔厚度的1/2
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2/3；轴向视角上，导体板的长度为4.5
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5.5cm、宽度为围带宽度的4/5，永磁体的长度为3.5
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4.5cm、宽度为围带宽度的4/5。
[0018]作为具体实施例地，所述导体板的长度为5cm，所述永磁体的长度为4cm。
[0019]本申请所述的基于电涡流阻尼装置的围带叶片减振方法，通过上述减振装置实现，通过增加电涡流阻尼装置的阻尼系数来增大阻尼比，从而实现减振。通过增加阻尼系数实现减振的原理如下：
[0020](1)考虑风机单一叶片的结构与振动特点，建立风机叶片动力学模型，并将其简化为一个单自由度系统，如图1所示，则风机叶片动力学模型表示为：
[0021][0022][0023][0024]其中，A(ω)表示在转动频率ω下激振力激起的振动响应幅值；表示激起的振动响应相位；ξ表示系统的阻尼比，ω
n
表示系统的固有频率。
[0025](2)将若干个叶片组成一组后加装围带，该围带便和该组叶片一起周向振动，如图2所示。
[0026]围带
‑
叶片系统在周向上的振动也可以简化为单自由度系统，其振动表达为：
[0027][0028][0029]其中，A1(ω)表示围带组在转动频率ω下激振力激起的振动响应幅值，ξ1表示围带
‑
叶片系统的阻尼比。由式(5)可以分析，当阻尼比ξ1增大时，围带
‑
叶片系统的振动幅值A1(ω)会减小。因此，可以通过在围带组间增大阻尼比的方式，抑制围带
‑
叶片系统振动。根据式(6)，增大阻尼比，最有效的方式就是增加阻尼系数。
[0030][0031]因此本申请中，在图3中圆圈所在的围带连接处设计基于电涡流的阻尼装置，图4为该电涡流阻尼装置的安装示意图。
[0032]根据麦克斯韦理论，当导体作横切运动切割磁感线时，金属内部会产生电涡流。电涡流垂直于磁场方向运动会产生磁性阻尼力阻碍这种相对运动，这种阻力与导体运动方向相反，与结构振动中的粘性阻尼力特性一致。
[0033]此时，在磁体与导体的相对运动中，阻尼系数为：
[0034][0035]其中，t表示导体的厚度，单位为m；ρ表示电阻，单位为Ω；a表示永磁体的磁极面积，单位为m2；B表示永磁体的磁通密度，单位为T。K
m
由导体板的导体面积A(m2)和永磁体的磁极面积a(m2)之比所决定的，当A/a大于1时，K
m
取0.5。
[0036](4)电涡流阻尼装置的设计：
[0037]由式(7)可以看出，在电涡流阻尼装置中，当满足以下条件时，该装置的阻尼系数就越大，包括：1)导体板的面积大于永磁体面积，则K
m
越大；2)导体板的厚度越厚；3)永磁体的面积越大；4)导体板和永磁体间隙越小，磁通密度越大。
[0038]作为具体实施例地，所述相邻围带均沿着周向延伸以在其之间形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电涡流阻尼装置的围带叶片减振装置，其特征在于，包括加装在叶片上的至少两个围带以及相邻围带间的电涡流阻尼装置，相邻围带均沿着周向延伸以在其之间形成空腔，所述电涡流阻尼装置安装在所述空腔内；所述电涡流阻尼装置包括永磁体和导体板，所述导体板安装在空腔的上端，所述永磁体对应安装在空腔的下端，且所述导体板和所述永磁体的间隙尽可能的小；导体板的导体面积大于永磁体的磁极面积，导体板的厚度占据空腔厚度的1/2
‑
2/3；轴向视角上，导体板的长度为4.5
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5.5cm、宽度为围带宽度的4/5，永磁体的长度为3.5
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4.5cm、宽度为围带宽度的4/5。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导体板的长度为5cm，所述永磁体的长度为4cm。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述相邻围带均沿着周向延伸以在其之间形成空腔，包括：相邻围带为1号围带和2号围带，1号围带在上端沿着周向延伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：许旭东，杨建刚，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：