[01325214]采用双层磁铁和感应线圈进行能量采集的磁流变阻尼器

磁流变阻尼器是一种广泛应用于半主动控制系统中的新型智能阻尼器件。它主要是通过给阻尼器活塞绕线槽内的激励线圈施加一定大小的电流,产生磁场,使得液流通道内的磁流变液屈服强度发生变化,从而动态改变输出阻尼力。磁流变阻尼器所具有的毫秒级响应速度、大控制范围和大阻尼力输出的特点,使得它成为工业应用领域优秀的半主动执行器件。目前,磁流变阻尼器已在建筑物及桥梁的减振抗震系统、铁路机车车辆及汽车悬架半主动系统的减振等方面取得广泛应用。使用磁流变阻尼器的目的是缓冲振动,而在实际工作中,来自阻尼器的运动损耗也是能量损耗的一个重大因素;然而传统磁流变阻尼器并不具有能量采集功能,不能使工作部件产生的振动能得到有效的回收利用,因此研究一种可以采集阻尼器运动中损耗的能量,将外界环境的振动能量转换为电能,并供给磁流变阻尼器自身工作使用,一直是人们期待解决的重要课题。传统阻尼器受到结构和功能的限制,无法实现能量回收利用,只能任由能量随零件的运动散失,不符合可持续发展的理念,也不满足经济效益最大化的工业生产需求,对磁流变阻尼器的应用和推广造成很大局限性。 本成果为采用双层磁铁和感应线圈进行能量采集的磁流变阻尼器,主要由内层磁铁组、外层磁铁组、感应线圈、励磁线圈、端盖、外套筒、阻尼器缸体及活塞等组成。固定在连接杆上的内层磁铁组和固定连接在活塞杆上的外层磁铁组在外界激励下一起作往复直线运动,缠绕在支撑杆绕线架上的感应线圈由于电磁感应产生交流电,通过整流电路可直接用于励磁线圈的直流供电,产生可控阻尼力;转换后的直流电也可直接储存在储能电路中,实现振动能量采集。本发明采用双层磁铁和感应线圈进行振动能量采集,输出电压大,发电效率高;同时集能量采集及阻尼力可控于一体,结构紧凑;特别适合应用于断电等特殊情况下的半主动减振系统。