ЭДП имеют преимущества над другими типами энергопоглощающих элементов: свойства рабочей жидкости гидравлических демпферов зависят от температуры, возможна ее утечка; пружинные механизмы имеют невысокие удельные характеристики.

Однако, во многих случаях использование контактных демпферов может привести к аварии, так как при сильном ударе механический контакт между источником колебаний и демпфирующим элементом нарушается, что приводит к разрушению всей системы.

В данной статье рассматривается преобразование механической энергии колебания электродинамического демпфирующего элемента в тепловую энергию, например, для обогрева оборудования, или в электрическую энергию для питания цепи собственных нужд. Механическая энергия, переносимая в демпфер, как правило, теряется. В таких условиях было бы весьма желательно иметь усовершенствованное устройство, усовершенствованную конструкцию или систему, которую можно было бы подключать к источнику механической вибрации и генерировать при этом полезную энергию.

Таким устройством является энергоемкий демпфер-генератор, работающий на основе бесконтактных элементов (БЭ), между которыми установлена магнитная связь, и состоящий из постоянных магнитов, установленных с зазором одноименных полюсов. На поверхности магнитов выполняются короткозамкнутые контуры, основной задачей которых является демпфирование вихревых токов, а также преобразования энергии колебаний в электрическую энергию. Предварительный математический анализ позволил разработать упрощенную математическую модель сил взаимодействия в БЭ. Упрощенная математическая модель сил разработана с помощью метода эквивалентного соленоида. Расчет силы взаимодействия в БЭ осуществляется прямым интегрированием. Допущение об однородности намагниченности постоянных магнитов позволяет рассчитывать силы взаимодействия как поверхностные интегралы. Силы взаимодействия определяются как двойной интеграл от осевой составляющей магнитной индукции. При этом начало оси координат помещается в центре осевого воздушного зазора. В качестве материала постоянных магнитов принимается NdFeB 33SH с осевым направлением намагниченности. Постоянные магниты имеют следующие геометрические параметры: диаметр внешнего кольца 35мм, осевая длина 3мм, толщина 5мм. На основе зависимости осевой составляющей силы от величины воздушного зазора проведен анализ, который показал, что силы взаимодействия элемента с бесконтактной магнитной связью имеют максимальное значение при определенной величине воздушного зазора. Значит, максимум демпфирования в элементе с бесконтактной магнитной связью обнаруживается не при минимуме расстояния между магнитами, что в свою очередь повышает надежность конструкции. Так же для необходимых нужд в элементе с бесконтактной магнитной связью можно достигнуть значительного демпфирования и значительной жесткости.

Таким образом, применение элементов с бесконтактной магнитной связью в медицинской, химической, транспортной и нефтегазовой промышленности способствует улучшению надежности систем в целом, делает демпферы экономически рентабельными и улучшает энергоэффективность промышленного оборудования, так как при эксплуатации электродинамических демпфирующих преобразователей возможно преобразовывать энергию вибраций в полезную электрическую энергию.

Разработкой энергоёмкого демпфера-генератора энергии на основе элементов с бесконтактной магнитной связью (ЭДН ЭБМС) занимается кафедра электромеханики УГАТУ. Осуществляется разработка конструкции ЭДН ЭБМС, средств совместимости ЭДН ЭБМС с техническими системами, алгоритмов контроля технического состояния ЭДН ЭБМС, практических рекомендация для промышленной реализации ЭДН ЭБМС.

Активная разработка электропривода с 80-х годов 20-го века, может стать оптимальной альтернативой для замены пневмо- и гидропривода. Для этого сравним  их преимущества, применение и недостатки [2].

Рассмотрим поподробнее каждый из типов приводов.

Гидравлический привод предназначен для преобразования механической энергии в гидравлическую, а затем снова в механическую для приведения в движение механизм рабочего оборудования. Гидравлическая энергия передается посредством жидкости, служащей рабочим телом гидропривода.

Масштабное внедрение в производство связано с созданием высокого усилия выдвижения штока и простой централизованной системы управления. Применяется она в строительно-дорожных, землеройных, подъемно-транспортных машинах, а также в авиации и космонавтике. В горной промышленности получили популярность гидравлические экскаваторы, способные создавать большие усилия внедрения ковша в горную породу, при этом имеющие высокую мобильность за счет дизельного генератора по сравнению с электрическими экскаваторами.

Гидропривод имеет ряд недостатков:

-Нагрев рабочей жидкости, связанное с потерей передающей энергии, что в свою очередь может привести к уменьшению вязкости, а также к износу уплотнительных элементов и утечки жидкости.

-затрудненная система монтажа, которая требует создания высокой степени герметизации, а также не попадание мелкого мусора в гидросистему при монтаже.

- загрязнение рабочей жидкости частицами от поверхности деталей.

-сложная система обслуживания, при которой требуется замена масла на новое, а также проверка и замена всех уплотнителей.

-низкий КПД, так как часть энергии переходит в тепловую энергию [3, 4].

Пневматический привод работает аналогично гидравлическому приводу, только вместо рабочей жидкости используется сжатый воздух.

Современный пневмопривод широко используется в технике для автоматизации управления машин при быстром перемещении выхода, а также, когда применение гидропривода невозможно для соблюдения правил пожаробезопасности. Пневмопривод установлен на таких механизмах как – привод кузнечного молота, в сварочном оборудовании; также используется в горном деле, например, в очистных комбайнах, в приводе (орган разрушения забоя, бермовые фреза, гусеничный ход, конвейер).  Пневмопривод используется в комбайнах, работающих в тонких крутых пластах, где применение других приводов запрещено по технике безопасности [5].

Недостатками пневмопривода являются:  низкий кпд 5-30% по сравнению с другими приводами, относительно большие габариты и вес гидромашины из-за создания рабочего давления, высокий уровень шума, достигающий  95-130 дБ, малая скорость передачи сигнала, что приводит к запаздыванию выполняемой операции. Перечисленные недостатки могут быть частично устранены с помощью комбинированного использования пневмопривода с другими приводами [6].

Электрический привод, способный преобразовывать электрическую энергию сразу в механическую, без посредственной энергии, получил высокую популярность, за счет данного преимущества, так как данное преобразование позволяет создать  КПД до 90%, высокий уровень контроля и управляемости, возможность запрограммировать сложный алгоритм работы, а также простоту в монтаже и техобслуживании по сравнению с другими приводами [7].

В актуаторе (электроцилиндр)  преобразование вращения вала электродвигателя в линейное перемещение создается с помощью роликовинтовых передач (РВП), шариковинтовых передач (ШВП) и передачи винт-гайка. Свое предназначение актуаторы получили в конце 20 века с развитием технологического оборудования, требующие высокого взаимодействия с входным сигналом. Они нашли применение в роботехнике, медицине, авиастроение и космонавтике. Например, в горном деле, электроцилиндры используются как автоподатчики для пневматических перфораторов, которые автоматизируют операцию подачи перфоратора вперед при бурении и назад после окончании бурения.

Основными недостатками электропривода являются: невозможность применения в условиях повышеной пожаробезопасности, хрупкость электронных деталей может вывести из строя систему, а также они имеют недостатки при подключении большого количество электроцилиндров. У каждого цилиндра будет свой электродвигатель и ряд другой аппаратуры, что делает их невостребованными при массовом монтаже, тогда как гидропривод требует одну пару насос-гидробак, и подведении  трубок  к нескольким гидроцилиндрам [2, 7].

В таблице приведено сравнение гидравлических, пневматических и электрических цилиндров, а также сравнение передач используемых совместно с актуаторами [8].

Сравнение характеристик различных линейных приводов

Электроцилиндры являются ведущей альтернативой гидро- и пневмопривода, особенно в сферах деятельности человека, где требуется безотказная система, способная работать в различных условиях – при больших ударных нагрузках и с высокой грузоподъемностью.