电磁阻尼指的是当导体在
磁场中运动时,感应电流会使导体受到
安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运动的这种现象。电磁阻尼现象源于
电磁感应原理。
电磁阻尼现象广泛应用于需要稳定摩擦力以及制动力的场合,例如电度表、电磁制动机械,甚至
磁悬浮列车等。
为了简单可靠地增加系统的稳定性、抑制转子的共振峰值.提出了一种新型的被动式电磁
阻尼器.它的结构类似于
电磁轴承.但无需
闭环控制,采用直流电工作。通过分析发现,电磁
阻尼器线圈内由于转子涡动时变化的
磁场而产生的波动
电流与转子
位移间的相位差是产生阻尼的原因,推导了波动电流、阻尼系数的计算公式。实验结果显示该
阻尼器提供的阻尼能够有效地抑制共振振幅。
(1)将
灵敏电流计摇动后,使指针有较大的摆动幅度。停止摇动后,可观察指一针要摆动多次,经一定时间才能停止下来。
(2)再次摇动
灵敏电流计,使其有较大的摆幅。立即在两个接线柱上接上一根
导线(短路线),可发现指针摆幅迅速减小,比不连短路线时摆动的时间短得多。这是由于与指针相连的线圈在
磁场中摆动时产生了
感应电流,线圈受到
安培力形成的
阻力矩的作用,使指针摆幅迅速衰减。这样能起到阻尼保护的作用。
(3)再摇动已连上短路线的
灵敏电流计,可见指针摆动幅度很小,且迅速停下。理由同操作(2)。
(1)通常JD409或JD409-1型
灵敏电流计的阻尼时间小于4S,因为此种灵敏电流计的动圈铝框是闭合的,已有一定的
阻尼作用。所以本演示中最好采用老式的
灵敏电流计(内部动圈铝框是不闭合的),演示短路阻尼效果更好。
(2)实验说明
灵敏电流计不用时,应在两接线柱上加上短路线,以达到阻尼保护的作用。防止在搬动或运输过程中,电流计受到振动,指针振幅过大而被撞弯或轴尖脱落等情况。
(3)再次将开关扳到a,电动机高速转动后,即将单刀双位开关扳到b。发现电动机会迅速停止转动。与操作(2)形成明显对比。这是因为已经高速转动的电动机转子,在切断供电后,仍在
磁场中高速转动,转子中会产生
感应电动势。若这时将外电路闭合(如开关打到b),在电路中会产生
感应电流,这时相当于一个发电机。具有
感应电流的转子线圈,受到
安培力力偶矩的制动作用,会使转动迅速停止下来。故这时电动机外部的短路线起到了
对转子的电磁
阻尼作用。