[实用新型]一种电涡流自变频调谐质量阻尼器

说明书

技术领域

本实用新型涉及土木工程技术领域，尤其是涉及一种电涡流自变频调谐质量阻尼器。

背景技术

在当今社会，调谐质量阻尼器因为有对原建筑结构改动小、施工方便、减振控制效果显著等优点而被广泛关注，并在国内外的建筑结构中都有应用，如台北101大厦、上海中心等。但传统的调谐质量阻尼器具有对频率的调谐敏感性的缺点，不仅建筑结构的自身损伤等会影响调谐质量阻尼器的减振效果，某些时候其自身的特性，如粘滞阻尼器的退化、弹簧的锈蚀或当建筑结构的某一构件作为调谐质量阻尼器的质量时质量的变化也会影响其控制效果。而且，设计时结构的自振频率估计值与其实际自振频率存在差异因此，如何实现调谐质量阻尼器的自适应控制，使其能实时调节自身频率与结构的频率相近，以达到良好的减振效果，就成为了一个新的很有意义的研究方向。

黏滞阻尼采用液压黏滞阻尼器提供阻尼，在提供阻尼的同时，也会有一定刚度，无法做到刚度与阻尼的完全分离，影响设计分析。而且，液压黏滞阻尼器还存在漏油、不易养护、后期难以调节等问题，增加维护的难度和成本。

电涡流阻尼是对液压黏滞阻尼的一大创新。电涡流阻尼器的原理是，导体质量块在运动时切割磁感线，根据法拉第电磁感应原理，在导体内就会产生感应电动势，形成电涡流，将振动能量转化为导体的热量，从而实现振动控制。电涡流阻尼器的优势在于：磁体与导体之间没有直接接触，无摩擦阻尼和磨损；不受温度等环境影响；不存在漏油等状况，易于维护且耐久性好。

但现有的电涡流调谐质量阻尼器也很难调节自身频率。一旦由于上文所述原因，致使其频率与结构频率有所偏差，减振效果将大为下降。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种质量可调节、能耗小、结构简化、无需外部能源、避免摩擦、减振效果好的电涡流自变频调谐质量阻尼器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电涡流自变频调谐质量阻尼器，设置在建筑主结构上，通过调谐频率实现减振，该阻尼器包括弹簧、固定质量块、可变质量块、永磁体棒、伺服控制组件以及固定在主结构上的供调节质量块，所述的永磁体棒上端分别依次穿过固定质量块和可变质量块中央的永磁体棒槽道并通过螺母固定，下端伸入到开设于供调节质量块中心的电磁槽内，并且与设置在电磁槽内的导体板相对感应设置，所述的弹簧套设在永磁体棒外部，并且上端与固定质量块连接，下端与供调节质量块连接，所述的伺服控制组件分别与可变质量块和供调节质量块连接；

当可变质量块与固定质量块发生竖向振动时，永磁体棒与设置在电磁槽内的导体板感应产生电涡流，通过导体板发热进行耗能，同时伺服控制组件通过改变供调节质量块和可变质量块的质量调节阻尼器的频率，使阻尼器自身频率与主结构的频率相同。

所述的可变质量块和供调节质量块均为一可存放固体的容器。

所述的阻尼器还包括质量调节组件，该质量调节组件包括单片机控制器、设置在可变质量块顶部的第一加速度传感器、设置在主结构上的第二加速度传感器以及分别与固定质量块和供调节质量块连接的质量驱动单元，所述的第一加速度传感器、第二加速度传感器和质量驱动单元分别与单片机控制器通信。

所述的固体为砂粒或碎石。

所述的导体板的为铜制导体板或铝制导体板。

所述的永磁体棒的材质为稀土永磁材料、钐钴、铝镍钴或铁氧体永磁材料。

所述的永磁体棒的直径为10-20mm，长度为300-600mm。

所述的导体板与永磁体棒下端的间距为为10-30mm。

所述的质量驱动单元包括电磁阀和砂石泵。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

一、质量可调节、能耗小：本实用新型的电涡流自变频调谐质量阻尼器，可变质量块和供调节质量块的质量可通过伺服控制组件进行精确调节，且无须实时调节，仅在选定时段进行即可，所需供电量小，能够精确调节调谐质量阻尼器频率与主结构频率相同。

二、结构简化、无需外部能源：本实用新型能简化结构的抗风和抗震的分析设计，采用永磁体棒-导体板的阻尼装置提供阻尼力，改善了传统黏滞阻尼器的缺陷，又无需外界提供能源。

三、避免摩擦、减振效果好：永磁体棒与导体板之间存在一定的间隔，无摩擦阻尼和磨损，实现刚度与阻尼的分离，耐久性好，达到良好的减振效果，同时又具有安装简单、操作便捷的优点。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为本实用新型的俯视图。