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专利号: 2019112214150
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 工程元件或部件;为产生和保持机器或设备的有效运行的一般措施;一般绝热
更新日期:2024-10-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电磁式惯容装置,其特征在于,包括上吊耳、电机缸筒、绕组、动子磁极、支撑端面、液压缸上工作腔、液压缸活塞、液压缸下工作腔、活塞杆、下吊耳、螺旋管、阻尼孔、动子磁轭、电机定子、电机工作腔、动子轴;

所述上吊耳与电机缸筒连接,电机缸筒的内侧壁沿径向呈圆形矩阵固定有电机定子,电机定子内均布有绕组,动子磁极与动子磁轭均固定在动子轴上,动子轴从电机工作腔伸入液压缸上工作腔;所述动子轴从电机工作腔伸出与活塞杆焊接连成一体;

所述液压缸活塞将液压缸分为液压缸上工作腔、液压缸下工作腔,液压缸活塞上开有阻尼孔;所述螺旋管和液压缸上工作腔、液压缸下工作腔螺旋包围式连接,或者螺旋管外置在液压缸上工作腔、液压缸下工作腔一侧,所述液压缸上工作腔上端设有支撑端面,支撑端面下端位于螺旋管上端口的上方;所述下吊耳与活塞杆焊接为一体。

2.根据权利要求1所述的一种电磁式惯容装置,其特征在于,当所述螺旋管和液压缸上工作腔、液压缸下工作腔螺旋包围式连接时,所述液压缸上工作腔与螺旋管上端口连通,所述液压缸下工作腔与螺旋管下端口连通。

3.根据权利要求2所述的一种电磁式惯容装置,其特征在于,所述上吊耳与下吊耳之间产生相对压缩或拉伸运动时,下吊耳与活塞杆推动液压缸活塞向上或向下运动,由于液压缸上工作腔、液压缸下工作腔和螺旋管内布满不可压缩油液,油液受推力作用经由液压缸上工作腔、螺旋管上端口、螺旋管、螺旋管下端口和液压缸下工作腔进行往复流动,流体在螺旋管中的流动作用形成惯容器。

4.根据权利要求1所述的一种电磁式惯容装置,其特征在于,当螺旋管外置在液压缸上工作腔、液压缸下工作腔一侧时,所述液压缸上工作腔与第二连接管连通,所述液压缸下工作腔与第一连接管连通。

5.根据权利要求4所述的一种电磁式惯容装置,其特征在于,所述上吊耳与下吊耳之间产生相对压缩或拉伸运动时,下吊耳与活塞杆推动液压缸活塞向上或向下运动,由于液压缸上工作腔、液压缸下工作腔和螺旋管内布满不可压缩油液,油液受推力作用经由液压缸上工作腔、第二连接管、螺旋管、第一连接管和液压缸下工作腔进行往复流动,流体在螺旋管中的流动作用形成惯容器。

6.根据权利要求1所述的一种电磁式惯容装置,其特征在于,当液压缸活塞上阻尼孔打开时,该装置的等效机械网络为惯容器b与阻尼器c串联连接;当阻尼孔闭合时,该装置仅为惯容器。

7.根据权利要求1所述的一种电磁式惯容装置,其特征在于,

所述活塞杆带动与其一体式连接的动子轴上下往复运动,固结在动子轴上的动子磁轭与动子磁极在电机工作腔内与电机定子中的绕组产生相对运动,生成感应电动势与外端电路相连;所述液压缸上工作腔、液压缸下工作腔和螺旋管内布满不可压缩油液,且严格密封;活塞杆能够在液压缸上工作腔、液压缸下工作腔内做径向直线往复运动;上吊耳与隔振系统上端点相铰接,下吊耳与隔振系统下端点相铰接;所述电磁式惯容装置可工作在三种工作模式:(1)当电机动子与电机定子发生相对运动时,产生的端电压与外端能量回收电路相连接,此时电磁式惯容装置工作在“馈能工作模式”,对振动系统的振动能量进行回收,用于其他控制系统的能量输入;

(2)当利用外端电路的电网络阻抗进行模拟机械网络阻抗时,电感对应于机械网络的弹簧、电阻对应于机械网络的阻尼器、电容对应于机械网络的惯容器,能够模拟复杂的机电网络系统的阻抗形式,此时电磁惯容装置工作在“被动控制工作模式”;电磁惯容装置的系统输出阻抗为:其中,s为拉氏复变量,F(s)为电磁惯容装置两点力的拉氏变换,v(s)是装置两端点速度的拉氏变换,h为螺旋管螺距,r4为细长螺旋管的螺旋半径,m为螺旋管中流体的质量,S1为液压缸内的有效截面积,S2为细长螺旋管的有效截面积,ke为电机的电动势系数,kt为推力系数,Re为电机等效电阻,Le为电机等效电感,Ze(s)为外接电路阻抗;

(3)当给予外端电路以电流输入时,电磁式惯容装置作为力发生器,根据设计的控制策略对振动系统进行主动调谐控制,抑制系统振动,此时电磁惯容装置工作在“主动控制工作模式”。