Page 174 - 《振动工程学报》2025年第11期

第 38 卷第 11 期 振 动 工 程 学 报 Vol. 38 No. 11
2025 年 11 月 Journal of Vibration Engineering Nov. 2025

磁 气 混 合 隔 振 电 磁 结 构 分 析 与 输 出 特 性 研 究

江友亮 ， 宋春生 1,2,3 ， 江 洋 1,2
1,2
（1. 武汉理工大学机电工程学院，湖北 武汉 430070； 2. 湖北省磁悬浮工程技术研究中心，湖北 武汉 430070；
3. 数字制造湖北省重点实验室，湖北 武汉 430070）

摘要：由于舰船动力设备的高集成与大承载，磁气混合隔振是舰船动力设备隔振的主要手段之一。其中，电磁单元的结构与
输出特性是其研究的重点与核心。本文设计了一体式磁气混合隔振器，系统性分析其电磁结构参数与输出特性。从瞬态磁
场与稳态磁场两方面分析电磁电流对稳定磁场的影响状态，讨论电磁结构参数的变化规律与设计准则。从被动模式与主动
模式两状态分析，被动模式电磁阻尼力的输出模型，探讨主动模式电磁控制电流特性。对一体式磁气混合隔振器的静态电磁
力、动态响应及阻尼调节性能开展试验验证，结果表明其电磁结构规律与设计准则可靠，且在恒定电流下具备可调阻尼
性能。
关键词： 磁气混合；电磁结构优化；动态输出；阻尼性能
+
中图分类号：TB535 .1 文献标志码：A DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202507035

Electromagnetic structure analysis and output characteristics
of magnetic-air hybrid vibration isolation

1,2
JIANG Youliang ，SONG Chunsheng 1,2,3 ，JIANG Yang 1,2
（1.School of Mechanical and Electrical Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，China；
2.Hubei Maglev Engineering Technology Research Center，Wuhan 430070，China；
3.Hubei Key Laboratory of Digital Manufacturing，Wuhan 430070，China）

Abstract：Due to the high integration and large load capacity of ship power equipment，magnetic-air hybrid vibration isolation is one of the
main means of vibration isolation for ship power equipment. Among them，the structure and output characteristics of electromagnetic units are
the focus and core of its research. Therefore，based on the designed integrated magnetic-air hybrid vibration isolator，this paper systematically
analyzes the electromagnetic structural parameters and output characteristics. The influence of electromagnetic current on the magnetic field was
analyzed from the perspective of the transient-state magnetic field， and the variation law and design criteria of electromagnetic structural
parameters were discussed from the perspective of the steady-state magnetic field. This paper analyzed the output model of electromagnetic
damping force in passive mode and explored the characteristics of electromagnetic control current in active mode. The static electromagnetic
force，dynamic response，and adjustable damping performance of the integrated magnetic-air hybrid vibration isolator were experimentally
verified. The results demonstrated the reliability of the electromagnetic structure laws and design criteria，as well as the adjustable damping
performance.
Keywords：magnetic-air hybrid；electromagnetic structure optimization；dynamic output；damping capacity

舰船动力设备具有高集成、大承载和强扭矩等 有效方法。磁气混合隔振中，气囊往往起承载与被
特点，其自身的运转不仅会激发其机械结构的振动， 动隔振作用，磁悬浮主要为主动隔振控制的核心单
还会导致动力集成与传动设备的不对中。磁气混合 元。磁悬浮单元的结构与控制是磁气混合隔振技术
隔振技术 [1] 既有气囊的大承载特性与气压调节特 的重要研究方向之一。
性，又有磁悬浮的主动控制优势，可有效地降低低频 KIM 等 [2] 采用气囊、电磁和磁流变三者结合的

振动及部分随机振动，满足舰船动力设备的减振需 方式，设计了一种混合隔振器，研究了隔振器刚度和
求。磁悬浮隔振与准零刚度隔振是解决低频振动的 振动控制机理，并设计了协同控制策略。BERNAT 等 [3]

收稿日期：2025-07-16；修订日期：2025-10-14
基金项目：国家重点研发计划资助项目 (2024YFB3410005)