專利名稱：一種非晶合金變壓器噪聲主動(dòng)控制用電磁作動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有源噪聲控制裝置，特別涉及一種噪聲主動(dòng)控制用作動(dòng)器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的控制噪聲的聲學(xué)措施主要有吸聲、隔聲以及使用消聲器等方法，這些方式統(tǒng)稱為“無(wú)源”噪聲控制，一般來(lái)說(shuō)，它們僅對(duì)中高頻噪聲的控制有效。1933年，德國(guó)物理學(xué)家Paul Leug (1898 1979)提出的專利“消除聲音振蕩的過(guò)程”，開創(chuàng)了有源噪聲控制(Active Noise Control )研究的先河。有源噪聲控制技術(shù)擅長(zhǎng)于低頻噪聲的控制,與無(wú)源噪聲控制的互補(bǔ)性極強(qiáng)。有源噪聲控制可分為有源聲控制和有源力控制。有源聲控制是用次級(jí)聲源產(chǎn)生一個(gè)次級(jí)聲場(chǎng)，從而抵消初級(jí)噪聲，即“以聲消聲”。有相當(dāng)一部分噪聲是由于結(jié)構(gòu)振動(dòng)輻射引起的，用次級(jí)力源控制結(jié)構(gòu)的振動(dòng)也就控制了結(jié)構(gòu)的聲輻射或聲透射，這種采用次級(jí)力源來(lái)控制噪聲的方法就是有源力控制。次級(jí)力源也稱作動(dòng)器，作動(dòng)器的選取直接決定著控制效果的好壞。傳統(tǒng)上用于有源噪聲主動(dòng)控制中的作動(dòng)器主要有以下兩種
1.磁致伸縮作動(dòng)器。其工作原理是磁致伸縮材料在外加磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng)。優(yōu)點(diǎn)是輸出力大、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。缺點(diǎn)是位移小，并且磁致伸縮材料很脆，很難加工，因此制作成本比較大；
2.壓電作動(dòng)器。其工作原理是利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)，通過(guò)施加外部電場(chǎng)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，反應(yīng)時(shí)間短，響應(yīng)速度快，頻響可達(dá)幾千赫茲或更高，驅(qū)動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不涉及密封、泄露等問題，控制精度高；
3.電磁作動(dòng)器。它是利用電磁場(chǎng)的電磁力來(lái)動(dòng)作的裝置，電磁作動(dòng)器的基本原理是當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，在 其周圍會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電磁場(chǎng)，同時(shí)，在電磁場(chǎng)附近的導(dǎo)體也會(huì)受到相應(yīng)的吸引力或排斥力，引起鐵磁物質(zhì)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。最常見的電磁作動(dòng)器可分為兩種單向電磁作動(dòng)器和雙向電磁作動(dòng)器。圖4為單向電磁作動(dòng)器的結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)圖，它有彈簧13、銜鐵14、導(dǎo)磁材料15和勵(lì)磁線圈16組成。開始工作時(shí)，銜鐵14在自身重力和彈簧13彈力下保持平衡，當(dāng)給勵(lì)磁線圈16通電時(shí)，銜鐵14在受到磁場(chǎng)的吸力作用和彈簧13力的共同作用下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)控制勵(lì)磁電流的大小可控制磁場(chǎng)力的大小，從而調(diào)整銜鐵14所受的力。圖5為雙向電磁作動(dòng)器的結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)圖，與單向電磁作動(dòng)器的原理類似，不同的是它通過(guò)調(diào)整兩個(gè)勵(lì)磁線圈16勵(lì)磁電流的大小來(lái)控制銜鐵14所受的電磁力的大小和方向。這種電磁作動(dòng)器具有結(jié)構(gòu)緊湊、反應(yīng)靈敏、無(wú)接觸摩擦、無(wú)潤(rùn)滑、功耗低、響應(yīng)快、控制力大、適應(yīng)頻帶寬、輸出位移和輸出力較大、可控性好的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用在結(jié)構(gòu)噪聲主動(dòng)控制、振動(dòng)主動(dòng)控制、電磁懸浮、非接觸高精度定位系統(tǒng)等領(lǐng)域。但是此種作動(dòng)器存在功率因素低、功率密度低等缺點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)，現(xiàn)公開了一種節(jié)能共振式電動(dòng)作動(dòng)器，其公開號(hào)為CN101710777A，對(duì)傳統(tǒng)的電磁作動(dòng)器進(jìn)行了改進(jìn)，提高了效率，但是該技術(shù)方案中所述的電動(dòng)作動(dòng)器結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，軛鐵、底座和磁鋼由多個(gè)部件組合而成，形狀復(fù)雜，加工起來(lái)比較困難，動(dòng)鐵心和底座之間通過(guò)軸承滑動(dòng)連接，成本高、制造精度要求高。從作功的角度來(lái)看，有效部分即線圈和氣隙所占空間，這僅是總高度的一小部分，使得該作動(dòng)器的功率密度較低(功率與體積或重量之比)。因此，還需要對(duì)此類電磁作動(dòng)器進(jìn)一步改進(jìn)，此外該作動(dòng)器結(jié)構(gòu)固定、模態(tài)固定，在噪聲控制中不能根據(jù)被控結(jié)構(gòu)的模態(tài)而調(diào)整自身的模態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種非晶合金變壓器噪聲主動(dòng)控制用電磁作動(dòng)器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制成成本低廉，功率密度高，模態(tài)可調(diào)，安裝方便靈活。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種非晶合金變壓器噪聲主動(dòng)控制用電磁作動(dòng)器，包括安裝在變壓器表面的支座，所述支座的頂部和底部開設(shè)有相對(duì)應(yīng)的環(huán)形內(nèi)臺(tái)階，兩所述內(nèi)臺(tái)階上分別設(shè)置有上彈簧板和下彈簧板，所述上彈簧板和下彈簧板之間由上而下依次設(shè)置有上動(dòng)鐵芯、永磁磁鋼以及下動(dòng)鐵芯，所述上彈簧板、上動(dòng)鐵芯、永磁磁鋼、下動(dòng)鐵芯以及下彈簧板經(jīng)螺桿串聯(lián)在一起，且經(jīng)螺桿兩端的螺母固定在一起，所述上動(dòng)鐵芯和下動(dòng)鐵芯的外周分別繞設(shè)有上線圈和下線圈，所述上線圈和下線圈反向串聯(lián)后與控制電源相連。本發(fā)明工作時(shí)，上線圈、下線圈通入交變電流后，上動(dòng)鐵芯、下動(dòng)鐵芯受到周期變化的電磁激勵(lì)力作用，克服彈簧板的阻力作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)控制電壓/電流的頻率和幅值就可控制動(dòng)鐵心的振動(dòng)頻率和幅值，從而在支座上產(chǎn)生相應(yīng)反作用力，經(jīng)支座傳動(dòng)到變壓器上，達(dá)到消除噪聲的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明通過(guò)螺桿、螺母將上動(dòng)鐵心、下動(dòng)鐵心、永磁磁鋼、墊塊和彈簧板連接為一體，工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，通過(guò)上下彈簧板將動(dòng)鐵心與靜止的支座相連，通過(guò)支座底面四個(gè)安裝孔將支座與需要降低噪聲振動(dòng)的變壓器表面連接，安裝靈活方便；工作過(guò)程中，通過(guò)改變彈簧板的厚度和彈性模量來(lái)改變電磁作動(dòng)器的振動(dòng)模態(tài)，可根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的變壓器作相應(yīng)的模態(tài)調(diào)整，增大了其適用范圍，提高其使用效果；安裝在上動(dòng)鐵芯與下動(dòng)鐵芯之間的永磁磁鋼提供了電磁作動(dòng)器的氣隙磁場(chǎng)，從而提高了作動(dòng)器的功率因數(shù)和功率密度。本發(fā)明可用于變壓器消噪中。 為了避免螺母與上彈簧板之間、上彈簧板與上動(dòng)鐵芯之間、螺母與下彈簧板之間、下彈簧板與下動(dòng)鐵芯之間產(chǎn)生間隙，從而影響振動(dòng)的穩(wěn)定性，所述螺桿上螺母與上動(dòng)鐵芯、下動(dòng)鐵芯之間均設(shè)置有彈墊，所述上彈簧板與上動(dòng)鐵芯之間、下彈簧板與下動(dòng)鐵芯之間均設(shè)置有墊塊，所述墊塊套裝在螺桿上。為了使得上動(dòng)鐵芯和下動(dòng)鐵芯的振動(dòng)更加穩(wěn)定可靠，所述上線圈與上動(dòng)鐵芯氣隙對(duì)應(yīng)，所述下線圈與下動(dòng)鐵芯氣隙對(duì)應(yīng)。為了使得本裝置拆裝更加方便，所述支座底面有四個(gè)安裝孔，通過(guò)安裝孔將支座與變壓器表面連接。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1俯視圖。圖3為本發(fā)明中線圈結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為單向電磁作動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為雙向電磁作動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I支座，2上彈簧板，3上線圈，4上動(dòng)鐵芯，5永磁磁鋼，6下動(dòng)鐵芯，7下彈簧板，8螺桿，9螺母，10彈墊，11墊塊，12下線圈，13彈簧，14銜鐵，15導(dǎo)磁材料，16勵(lì)磁線圈。
具體實(shí)施例方式如圖1-3所示的一種非晶合金變壓器噪聲主動(dòng)控制用電磁作動(dòng)器，包括安裝在變壓器表面的支座1，支座I的頂部和底部開設(shè)有相對(duì)應(yīng)的環(huán)形內(nèi)臺(tái)階，兩內(nèi)臺(tái)階上分別設(shè)置有上彈簧板2和下彈簧板7，上彈簧板2和下彈簧板7之間由上而下依次設(shè)置有上動(dòng)鐵芯4、永磁磁鋼5以及下動(dòng)鐵芯6，上彈簧板2、上動(dòng)鐵芯4、永磁磁鋼5、下動(dòng)鐵芯6以及下彈簧板7經(jīng)螺桿8串聯(lián)在一起，且經(jīng)螺桿8兩端的螺母9固定在一起，上動(dòng)鐵芯4和下動(dòng)鐵芯6的外周分別繞設(shè)有上線圈3和下線圈12，上線圈3與上動(dòng)鐵芯4氣隙對(duì)應(yīng)，下線圈12與下動(dòng)鐵芯6氣隙對(duì)應(yīng)，上線圈3和下線圈12反向串聯(lián)后與控制電源相連，螺桿8上螺母9與上動(dòng)鐵芯4、下動(dòng)鐵芯6之間均設(shè)置有彈墊10，上彈簧板2與上動(dòng)鐵芯4之間、下彈簧板7與下動(dòng)鐵芯6之間均設(shè)置有墊塊11，墊塊11套裝在螺桿8上。本發(fā)明工作時(shí)，上線圈3、下線圈12通入交變電流后，上動(dòng)鐵芯4、下動(dòng)鐵芯6受到周期變化的電磁激勵(lì)力作用，克服上彈簧板2以及下彈簧板7的阻力作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而在支座I上產(chǎn)生相應(yīng)反作用力，經(jīng)支座I傳動(dòng)到變壓器上，達(dá)到消除噪聲的目的；設(shè)置在螺桿8上螺母9與上動(dòng)鐵芯4、下動(dòng)鐵芯6之間的彈墊10，上彈簧板2與上動(dòng)鐵芯4之間、下彈簧板7與下動(dòng)鐵芯6之間的墊塊11，避免螺母9與上彈簧板2之間、上彈簧板2與上動(dòng)鐵芯4之間、螺母9與下彈簧板7之間、下彈簧板7與下動(dòng)鐵芯6之間產(chǎn)生間隙，提高了振動(dòng)的穩(wěn)定性。

本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，在本發(fā)明公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要?jiǎng)?chuàng)造性的勞動(dòng)就可以對(duì)其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種非晶合金變壓器噪聲主動(dòng)控制用電磁作動(dòng)器，包括安裝在變壓器表面的支座，其特征在于，所述支座的頂部和底部開設(shè)有相對(duì)應(yīng)的環(huán)形內(nèi)臺(tái)階，兩所述內(nèi)臺(tái)階上分別設(shè)置有上彈簧板和下彈簧板，所述上彈簧板和下彈簧板之間由上而下依次設(shè)置有上動(dòng)鐵芯、永磁磁鋼以及下動(dòng)鐵芯，所述上彈簧板、上動(dòng)鐵芯、永磁磁鋼、下動(dòng)鐵芯以及下彈簧板經(jīng)螺桿串聯(lián)在一起，且經(jīng)螺桿兩端的螺母固定在一起，所述上動(dòng)鐵芯和下動(dòng)鐵芯的外周分別繞設(shè)有上線圈和下線圈，所述上線圈和下線圈反向串聯(lián)后與控制電源相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非晶合金變壓器噪聲主動(dòng)控制用電磁作動(dòng)器，其特征在于，所述螺桿上螺母與上動(dòng)鐵芯、下動(dòng)鐵芯之間均設(shè)置有彈墊，所述上彈簧板與上動(dòng)鐵芯之間、下彈簧板與下動(dòng)鐵芯之間均設(shè)置有墊塊，所述墊塊套裝在螺桿上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種非晶合金變壓器噪聲主動(dòng)控制用電磁作動(dòng)器，其特征在于，所述上線圈與上動(dòng)鐵芯氣隙對(duì)應(yīng)，所述下線圈與下動(dòng)鐵芯氣隙對(duì)應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種非晶合金變壓器噪聲主動(dòng)控制用電磁作動(dòng)器，其特征在于，所述支座底面有四個(gè)安裝孔，通過(guò)安裝孔將支座與變壓器表面連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了有源噪聲控制領(lǐng)域內(nèi)的一種非晶合金變壓器噪聲主動(dòng)控制用電磁作動(dòng)器，包括安裝在變壓器表面的支座，支座的頂部和底部開設(shè)有相對(duì)應(yīng)的環(huán)形內(nèi)臺(tái)階，兩內(nèi)臺(tái)階上分別設(shè)置有上彈簧板和下彈簧板，上彈簧板和下彈簧板之間由上而下依次設(shè)置有上動(dòng)鐵芯、永磁磁鋼以及下動(dòng)鐵芯，上彈簧板、上動(dòng)鐵芯、永磁磁鋼、下動(dòng)鐵芯以及下彈簧板經(jīng)螺桿串聯(lián)在一起，且經(jīng)螺桿兩端的螺母固定在一起，上動(dòng)鐵芯和下動(dòng)鐵芯的外周分別繞設(shè)有上線圈和下線圈，上線圈和下線圈反向串聯(lián)后與控制電源相連，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制成成本低廉，模態(tài)可調(diào)，安裝方便靈活，可用于變壓器消噪中。
文檔編號(hào)H01F7/06GK103050216SQ201210587399
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者張建忠, 陳玉婷, 孫琛, 張良鎖, 蔡長(zhǎng)虹 申請(qǐng)人:東南大學(xué), 揚(yáng)州華鼎電器有限公司