[发明专利]一种电涡流阻尼器

说明书

本发明公开了一种电涡流阻尼器，包括永磁体阵列、缸体、导体和至少一个轴，所述的缸体的两侧设置有侧板，所述轴设置在所述缸体的中部横截面上并且至少一端通过侧板穿出缸体，所述永磁体阵列由围合在所述轴上的永磁体组成，并且所述的永磁体阵列能够随轴做同向运动，所述导体设置在缸体内侧面，所述的导体连同缸体分为至少两瓣围绕所述的永磁体阵列，所述的各瓣导体与永磁铁阵列之间设置0‑100mm间隙。所述阻尼器能够实现磁场间隙的连续无极调节，精确调整阻尼力，所述阻尼器充分利用磁场能量，节约了永磁体材料，结构紧凑，布置灵活，磨损较少，维护维修方便。

技术领域

本发明涉及建筑结构减振技术领域，具体而言，涉及一种电涡流阻尼器。

背景技术

工程结构或机械设备因自身结构的特点，在外部激励力作用下，产生振动。当激励力频率达到结构固有频率时，设备或工程结构会因共振而导致故障，甚至造成严重后果。调谐质量阻尼器(TMD)与受控结构相连，利用反共振来消除或减弱受控结构的振动。TMD广泛应用在建筑和桥梁工程中，降低建筑或桥梁在风和人行荷载下由于共振效应产生的加速度、位移及荷载。TMD由质量、刚度和阻尼三部分单元构成，通过调整这三个单元的参数与受控结构的质量和自振频率的关系来得到最优的减振效率。通常受控结构的设计质量和自振频率与实际情况不一致，TMD需要根据实际情况进一步调节其参数。

传统的TMD包括由钢材构成的质量单元，由弹簧或吊索构成的刚度单元和液体粘滞阻尼器。传统TMD中所用的液体粘滞阻尼器存在以下问题：1)安装后阻尼力无法调节；2)频繁工作时密封圈易磨损，导致漏油；3)因密封圈箍紧活塞杆，导致摩擦力较大，阻尼器不易启动；4)微振动下耗能性能较差；5)温度变化对阻尼的性能影响较大。

目前，技术人员将电涡流阻尼器代替液体粘滞阻尼器应用在TMD上，但较多为单侧板式电涡流阻尼器。电涡流阻尼器通过永磁体与其一侧的导体之间的相对运动产生的洛伦兹力提供阻尼力，具体为永磁体与导体之间存在间隙(磁场间隙)，两者的相对运动使永磁体的磁场切割导体，导体中产生感应电涡流，感应电涡流的电磁场与永磁体磁场相反，并产生阻碍永磁体与导体的相对运动的阻尼力。阻尼力随磁场间隙的增大而急剧降低。现有的电涡流阻尼器多为单侧板式电涡流阻尼器，例如专利2013100804643和2016108706498，永磁体阵列构成的平面或曲面与导体构成的平面或曲面平行并存在间隙，产生在平面或曲面上的相对运动。

然而，板式电涡流阻尼器存在如下问题：1)出现垂直于永磁体和导体平面或曲面方向的振动时磁场间隙难以保证，阻尼力不稳定，磁场间隙较小的情况下永磁体和导体容易碰撞；2)当需要的永磁体和导体的面积较大时，由于加工安装误差和自重变形，导致磁场间隙难以保证，阻尼力偏差难以控制；3)由于问题1)和2)，磁场间隙无法做到很小，磁场能量利用率不高；4)面积较大不易布置；5)只利用了永磁体一侧的磁场，另一侧没有设置导体，磁场利用率不高。

为了克服板式电涡流阻尼器的问题，科研技术人员开发了电涡流阻尼器。例如专利201610895139提供了一种智能电涡流传感阻尼装置，该装置的电磁屏蔽罩中心插设活塞杆，活塞杆底端连接永磁单元，电磁屏蔽罩内部固定铜导体，铜导体底部固定永磁体，活塞杆底端的永磁单元和铜导体底部的永磁体在活塞杆的运动中发生相对位移，产生阻尼力。

专利2014104755284公开了一种利用螺旋传动制作的大型轴向电涡流阻尼器，包括传动组件和电涡流阻尼产生器，传动组件包括螺旋传动副和由导磁材料制成的定子、转子；螺旋传动副的螺杆穿过阻尼器主体，定子设置在上、下法兰盘上，转子包括外转子和底端设有下连接法兰盘的内转子，定子与外转子之间设有一个或多个电涡流阻尼产生器。该装置采用螺纹传动，将轴向同向运动转变为绕轴旋转运动，但因摩擦力大导致启动力增大、机械磨损严重。