設(shè)計(jì)了一種集阻尼可控、位移自感應(yīng)和振動能量采集功能于一體的自感應(yīng)振動能量采集型磁流變阻尼器,對設(shè)計(jì)的單感應(yīng)線圈式、雙感應(yīng)線圈式振動能量采集裝置進(jìn)行了電磁場仿真分析。搭建了試驗(yàn)測試系統(tǒng),測試分析了單感應(yīng)線圈式、雙感應(yīng)線圈式振動能量采集裝置的能量采集效能,分析了弱導(dǎo)磁性不銹鋼繞線架和不導(dǎo)磁PLA繞線架對能量采集效能的影響。測試結(jié)果表明,在幅值為7.5 mm、頻率為4 Hz的正弦位移激勵下,雙感應(yīng)線圈式振動能量采集裝置采集的感應(yīng)電壓幅值為2.512 V、能量采集功率為1.5 W,其能量采集效能約為單感應(yīng)線圈式的2倍;弱導(dǎo)磁性與不導(dǎo)磁繞線架的能量采集效能幾乎相同。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2020,51(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖1 位移自感應(yīng)振動能量采集型磁流變阻尼器結(jié)構(gòu)圖

圖2為雙感應(yīng)線圈式振動能量采集裝置原理圖，其中3組環(huán)形永磁鐵和4個(gè)導(dǎo)磁的隔片共同組成定子，感應(yīng)線圈1、2及繞線架共同組成動子。每組永磁鐵包括4個(gè)N35型釹鐵硼永磁鐵;永磁鐵之間通過隔片隔離;永磁鐵和隔片通過固定銷固定于支撐桿。采用不銹鋼的繞線架外表面設(shè)置兩個(gè)相同的繞線槽用于纏繞感應(yīng)線圈1、2;感應(yīng)線圈1、2兩相布置，即當(dāng)感應(yīng)線圈1產(chǎn)生正向感應(yīng)電壓時(shí)，感應(yīng)線圈2中產(chǎn)生相同大小的負(fù)向感應(yīng)電壓。MRD工作時(shí)活塞頭帶動感應(yīng)線圈1、2軸向運(yùn)動，切割永磁鐵激發(fā)的磁力線。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)線圈1、2將產(chǎn)生感應(yīng)電壓，通過整流電路和儲能電路可實(shí)現(xiàn)該感應(yīng)電壓采集。根據(jù)振動能量采集原理，為提高能量采集效能，可增加感應(yīng)線圈的個(gè)數(shù)和提高感應(yīng)線圈處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。為了研究能量采集效能與感應(yīng)線圈數(shù)量的關(guān)系，在雙感應(yīng)線圈式的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了單感應(yīng)線圈式振動能量采集裝置，結(jié)構(gòu)如圖3所示。單感應(yīng)線圈式結(jié)構(gòu)與雙感應(yīng)線圈式類似，區(qū)別僅在于采用了2組永磁鐵。在不影響感應(yīng)線圈周圍磁場強(qiáng)弱的前提下，這樣不僅使得振動能量采集裝置的軸向尺寸減小，同時(shí)減少了永磁鐵的材料費(fèi)用。為提高感應(yīng)線圈處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，應(yīng)使磁力線盡可能垂直穿過感應(yīng)線圈，故繞線架的導(dǎo)磁性應(yīng)盡可能弱。為研究振動能量采集效能與繞線架導(dǎo)磁性能的關(guān)系，在采用不銹鋼繞線架(弱導(dǎo)磁性)的基礎(chǔ)上，同時(shí)加工了不導(dǎo)磁的PLA繞線架。

根據(jù)振動能量采集原理，為提高能量采集效能，可增加感應(yīng)線圈的個(gè)數(shù)和提高感應(yīng)線圈處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。為了研究能量采集效能與感應(yīng)線圈數(shù)量的關(guān)系，在雙感應(yīng)線圈式的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了單感應(yīng)線圈式振動能量采集裝置，結(jié)構(gòu)如圖3所示。單感應(yīng)線圈式結(jié)構(gòu)與雙感應(yīng)線圈式類似，區(qū)別僅在于采用了2組永磁鐵。在不影響感應(yīng)線圈周圍磁場強(qiáng)弱的前提下，這樣不僅使得振動能量采集裝置的軸向尺寸減小，同時(shí)減少了永磁鐵的材料費(fèi)用。為提高感應(yīng)線圈處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，應(yīng)使磁力線盡可能垂直穿過感應(yīng)線圈，故繞線架的導(dǎo)磁性應(yīng)盡可能弱。為研究振動能量采集效能與繞線架導(dǎo)磁性能的關(guān)系，在采用不銹鋼繞線架(弱導(dǎo)磁性)的基礎(chǔ)上，同時(shí)加工了不導(dǎo)磁的PLA繞線架。感應(yīng)線圈采集的感應(yīng)電壓[23]可表示為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]位移差動自感式磁流變阻尼器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 胡國良,劉豐碩,劉浩,丁孺琦.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(11)
[2]功能集成型磁流變阻尼器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 胡國良,劉豐碩,盧昀.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(11)



本文編號：3575138