طراحي بهينه، مدل‌سازي و ساخت ميراگر جريان گردابي با چيدمان آهن‌رباي دايم

Optimal Design, modeling and manufacturing of the eddy current damper by arrangement permanent magnet

هدف اين مقاله، به دست آوردن چيدمان بهينه آهن‌رباهاي دايم در يك ميراگر جريان گردابي بدون تماس است كه منجر به بيشترين ضريب ميرايي (c) در بين ميراگرهاي ساخته شده با ابعاد مشابه شود. در اين مقاله تيوري جريان گردابي بررسي شده و با حل معادلات تيوري با استفاده از مدل‌سازي عددي، پارامترهاي مووثر در ميرايي و نسبت بهينه هسته و آهن‌ربا براي ابعاد مورد نظر به دست آمده است. براي صحت‌سنجي نتايج، يك ميراگر با ابعاد به دست آمده طراحي و ساخته شده است. يك مجموعه آزمايشگاهي نيز براي تست ميراگر ساخته شده است. ضريب ميرايي به دست آمده از مدل ساخته شده برابر با (Ns/m)5/69 و ضريب ميرايي تجربي (Ns/m)37/68 بوده كه دقت بالاي مدل را نشان مي دهد. ضريب ميرايي ميراگر ساخته شده با ميراگري با همين ابعاد مقايسه شده كه %5/22 افزايش نشان مي دهد. با استفاده از نرم افزار مت‌لب و پاسخ فركانسي بدست آمده، افزايش پهناي باند و كاهش دامنه ارتعاشات در ميراگر جريان گردابي مورد بررسي قرار گرفته است كه كاهش دامنه در قله هاي پاسخ فركانسي را به ميزان 20 دسيبل نشان مي دهد.

The purpose of this paper is to obtain an optimal arrangement of permanent magnets in a non-contact eddy current damper in order to achieve the maximum damping coefficient (c) among dampers with the same dimension. Magnetic theory and eddy current equations have been employed and solved by finite element numerical method. The dominant damping parameters and the optimum ratio of the ferrite core and the permanent magnet for the specific dimension have been achieved. A damper with the dimensions obtained from design is manufactured in order to verify the result of simulations. A setup is also designed and manufactured to verify the damping coefficient. The damping coefficient of simulation and experimental setup is 69.50 and 68.37 respectively which shows a close correlation between simulation and experiment results. The damping coefficient of the designed damper has been increased by 22.5% compared with the same dimension damper. Furthermore, frequency response is obtained by MATLAB software and a decrease of vibration amplitude in eddy current damper has been investigated. The result showed 20 dB reduction in the peak amplitude of frequency response in the designed damper.