磁阻式电磁主动隔振器的制作方法

本实用新型属于振动噪声控制技术领域，特别涉及主动隔振器。

背景技术：

船舶动力机械的有害振动一直是一个倍受关注的问题，有害振动不仅会产生空气噪声污染，更有甚者会破坏结构。对于军用舰船而言，其动力机械的振动则有更特殊的危害，它会产生艇体辐射噪声，影响舰船的隐蔽性，同时增加被音响水雷等水中兵器摧毁的可能性。因此人们一直在努力进行动力机械振动噪声的治理和控制。

传统的被动隔振技术是一项很有效的振动控制手段，其原理是在动力机械和基础之间加入弹性减振元件，使二者产生阻抗的失衡，从而减小振动向基础的传递。常见的几种隔振方式有单层隔振、双层隔振和浮筏隔振，现在开始出现桁架结构的舱筏。被动隔振系统本身有其无法克服的矛盾性要求。为了提高隔振效率，减振器的弹簧要有足够低的刚度，但是为了保证一定的承载能力和稳定性，又需要较大的静态刚度；减振器的阻尼能够降低共振频率处的振动响应，但在高频段却会增加能量传递从而降低隔振效率。很重要的一点是隔振系统的设计一旦完成，如果外扰频率发生变化，则无法保证隔振效果。这些是被动隔振系统的痼疾，为了解决此类问题，可以采用主动隔振技术。主动隔振技术的原理是根据被控系统的振动信息在系统中引入主动控制力，使其产生的振动响应与需要控制的振动响应等幅反相，以减少振动向基础的传递。因此主动隔振技术不仅能有效地衰减低频振动，还能适应外扰频率的变化。

由于电源比气源和油源简单易行，因而电动式和电磁式执行器在主动控制中得到广泛应用。电磁式执行机构的原理是产生电磁力(电磁铁原理)，而电动式执行机构利用的是洛仑兹力(电动机的原理)。电磁式执行器与电动式执行器相比，可以在较小的执行器体积和磁场下，产生更大的力，但受工作时气隙变化，易引起非线性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：提供一种磁阻式电磁主动隔振器，解决电磁式执行器输出力随距离增大快速衰减的问题和输出力与距离的非线性问题,并优化主动执行元件结构，减小所需的高度空间，使主动执行器可与各种型号的被动减振器并联安装使用，同时兼具良好的抗摇摆和抗冲击性能，具有较强的工程适用性。

本实用新型的技术方案是：一种磁阻式电磁主动隔振器，它包括：底板以及安装在底板上的动子组件、定子组件；

动子组件包括：缠绕有线圈的“工”字形的动子硅钢片组；动子硅钢片组两侧的上下端分别通过动子固定螺杆装配有动子硅钢片上固定板、动子硅钢片下固定板；在每一侧的动子硅钢片上固定板、动子硅钢片下固定板之间安装动子导轨安装板；在每个动子导轨安装板上设有一副滚动导轨副；

定子组件包括：两块端面中心凹槽处嵌有永磁体的定子磁轭；每块定子磁轭的两侧通过定子固定螺杆连接有定子硅钢片固定板；

动子组件位于底板的中心位置，两块定子磁轭分别安装在动子组件的两端，使线圈与定子磁轭上的永磁体相对，且动子硅钢片组与两块定子磁轭间保持相同的设定间距；在定子组件中,每一侧的两个定子硅钢片固定板之间连接有定子导轨安装板；副滚动导轨副与定子导轨安装板相配合，保证动子组件能够上下运动；接线端子安装在动子硅钢片上固定板上，并连接线圈。当线圈通入交流电后，动子和定子之间产生电磁力，动子线圈产生洛仑兹力，电磁力和洛仑兹力的合力驱动执行器动子运动，并以作用力和反作用力的形式作用在被控对象和基础上，从而实现振动的主动隔离。

有益效果：本实用新型依据磁阻最小原理、兼顾洛仑兹力、采用滚动式低摩擦结构，单位电流所产生的主动输出力很大，并优化了其结构，所需的横向空间、高度空间小，兼具良好的抗摇摆和抗冲击性能，工程应用性很强，可以与多种被动减振器并联组装，且安装方式简单可靠，灵活多变，拆装方便，通用程度高。

附图说明

图1、图2为本实用新型结构示意图；

图3为本实用新型的俯视图；

图4为图3的A-A向视图；

图5为图3的B-B向视图；

图6、图7、图8、图9为本实用新型原理示意图。

具体实施方式

参见附图，一种磁阻式电磁主动隔振器，它包括：底板1以及安装在底板1上的动子组件、定子组件；

动子组件包括：缠绕有线圈14的“工”字形的动子硅钢片组6；动子硅钢片组6两侧的上下端分别通过动子固定螺杆10装配有动子硅钢片上固定板4、动子硅钢片下固定板7；在每一侧的动子硅钢片上固定板4、动子硅钢片下固定板7之间安装动子导轨安装板2；在每个动子导轨安装板2上设有一副滚动导轨副13；

定子组件包括：两块端面中心凹槽处嵌有永磁体9的定子磁轭8；每块定子磁轭8的两侧通过定子固定螺杆11连接有定子硅钢片固定板5；

动子组件位于底板1的中心位置，两块定子磁轭8分别安装在动子组件的两端，使线圈14与定子磁轭8上的永磁体9相对，且动子硅钢片组6与两块定子磁轭8间保持相同的设定间距；在定子组件中,每一侧的两个定子硅钢片固定板5之间连接有定子导轨安装板3；副滚动导轨副13与定子导轨安装板3相配合，保证动子组件能够上下运动；接线端子12安装在动子硅钢片上固定板4上，并连接线圈14。

本实用新型可与被动减振器并联安装在被控对象和基础之间，本实用新型动子组件与被控对象相连，定子组件和底板1安装在基础上，参见图6、图7、图8、图9：当线圈通入交流电后，动子组件和定子组件之间产生电磁力，动子组件线圈产生洛仑兹力，电磁力和洛仑兹力的合力驱动动子组件运动，并以作用力和反作用力的形式作用在被控对象和基础上，从而实现振动的主动隔离。本实用新型的主动输出力包括两部分，电磁力和洛仑兹力，其工作原理如附图所示：永磁体和定子磁轭在垂直方向产生S←N→S的磁场，当线圈通入图6、图7所示电流时，铁芯(动子硅钢片组)产生的磁场与磁轭磁场相互作用，动子向上运动；当线圈通入图8、图9所示电流时，铁芯产生的磁场与磁轭磁场相互作用，动子组件向下运动。动子组件和定子组件的距离r在动子运动过程中保持不变，解决了非线性问题，且距离r越小，输出的电磁力越大；同时定子组件和动子组件之间的相对面积不变，永磁体产生的磁场Q₁可看作常量，为动子组件线圈所产生的磁场Q₂为电流的函数，可写作为Q₂＝Φ_m2sinωt，此时的吸力F_m＝Q₁Q₂/r²＝Φ_m1Φ_m2sinωt/r²中仅包含电流的频率，即使电流中有多个频率，也不会产生谐频、和频、差频等成分。除了电磁力，线圈还受到和电磁力方向相同的洛仑兹力，该洛仑兹力为线性力。