Электромагнитный вибровозбудитель

Электромагнитный вибровозбудитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике вибровозбуждения. Цель изобретения - расширение рабочего диапазона частот. Наличие резонанса в характеристике развиваемых вибровозбудителем сил позволяет в частотном диапазоне скомпенсировать снижение величины динамических сил, обусловленное потерями на подмагничивание сердечников, и токи Фуко. Корректирующий подъем ., частотной характеристики развиваемых вибровозбудителем сил м.б. изменен и перемещен по частотному диапазону путем изменения тока подмагничивания в обмотках 3,3 . Для того, чтобы при меньших рабочих зазорах не увеличивались нелинейные искажения, упругие злементы 6, 6 подвески, выполнены с жесткой упругой характеристикой. Влияние нелинейности тяговой и упругой характеристик в процессе преобразования тока в перемещение якоря 5 взаимокомпенсируется, и вибровозбудитель имеет малый коэффициент нелинейных искажений. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН Н 4 В 06 В 1/04

ВСЕГО у" =ё "c %

1 13,", .,13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

@ЮЛИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКЬМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3967490/24-10 (22) 08. 10. 85 (46) 07.03.88. Бюл. й- 9 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) В.Г.Елезов, И.Г.Зайкова, К.М.Рагульскис и Б.Б ° Стульнинас (53) 534.232(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

814476, кл. В 06 В 1/04, 1979.

Генкин М.Д., Елезов В.Г., Яблонский В.В. Методы управляемой виброзащиты машин. — M.: Наука, 1986. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к технике вибровозбуждения. Цель изобретения— расширение рабочего диапазона частот.

Наличие резонанса в характеристике развиваемых вибровозбудителем сил

„„SU„„1378928 А i позволяет в частотном диапазоне скомпенсировать снижение величины динамических сил, обусловленное потерями на подмагничивание сердечников, и токи Фуко. Корректирующий подъем частотной характеристики развиваемых вибровозбудителем сил м.б. изменен и

"перемещен" по частотному диапазону путем изменения тока подмагничивания в обмотках 3,3 . Для того, чтобы при меньших рабочих зазорах не увеличивались нелинейные искажения, упругие элементы 6, 6 подвески, выполнены с жесткой упругой характеристикой, Влияние нелинейности тяговой и упругой характеристик в процессе преобразования тока в перемещение якоря 5 взаимокомпенсируется, и вибровозбудитель имеет малый коэффициент нелинейных искажений, 2 з.п. ф-лы, 1 ил. С

1378928

Изобретение относится к технике вибровозбуждения и может быть использовано, например, в вибростендах с широкополосным возбуждением колеба5 ннй и в активных виброзащитных системах.

Целью изобретения является расширение рабочего диапазона частот.

На чертеже представлена конструктивная схема электромагнитного вибровозбудителя.

Электромагнитный вибровозбудитель содержит корпус 1, размещенные в нем сердечники 2 и 2 с обмотками под- 15

/ магничивания 3 и 3 и возбуждения 4 и 4, подвижную часть, включающую якорь 5, установленный с зазором между сердечниками 2 и 2 и скрепленный с корпусом t посредством упругих эле- 20 ментов 6 и 6 подвески, и реактивную массу 7, установленную на оси вибровозбудителя и соединенную с якорем 5 через дополнительные упругие элементы

8 и 8, жестко соединенные с якорем

5 и реактивной массой 7. При этом дополнительные упругие элементы 8 и

8 могут быть выполнены в виде ци( линдрических металластиковых втулок или совместно с упругими элементами

6 и 6 подвески в виде единых кольI цевых мембран, соединенных по внутренней поверхности с реактивной массой 7.

Вибровозбудитель работает. следующим образом.

При передаче напряжения на обмотки 3 и 3 возбуждения якорь 5 вбэбуждается вместе с реактивной массой 7 и их колебания передаются корпусу 1. 40

Жесткость дополнительных упругих элементов 8 и 8 выбирается из соображений обеспечения низкочастотного участка рабочего диапазона частот вибровозбудителя. Для этого парциаль- 45 ная частота ы„, определяемая величиной реактивной m массы 7 и суммарр ной жесткостью k > дополнительных

I упругих элементов 8 и 8, должна быть меньше или равна максимальной часто-50 те рабочего диапазона. Обеспечение этого требования в предлагаемой схеме электромагнитного вибровозбудителя не вызывает затруднений благодаря тому, что на его реактивную массу 7 55 не действуют силы электромагнитного притяжения со стороны сердечников

2 и 2 . Это позволяет реализовать первую собственную частоту м„/2й электромагнитного вибровоэбудителя в диапазоне 2-10 Гц, что невозможно обеспечить в известном вибровозбудителе даже при малых токах подмагни" чивания. При этом перемещение реактивной массы 7 относительно якоря 5 при наклоне возбуждаемого объекта не приводит к изменению рабочих зазоров между якорем 5 и сердечниками

2 и 2 . Эта особенность электромагнитного вибровозбудителя является очень важной при его применении в качестве исполнительного элемента активной виброзащитной системы, где требуется обеспечить стабильность коэффициентов передачи каналов управления. Жесткость упругих элеменf тов 6 и 6 подвески выбирается из условия обеспечения высокочастотного участка рабочего диапазона электромагнитного вибровозбудителя. Для этого парциальная частота w«, определяемая массой якоря 5 и суммарной р жесткостью упругих элементов 6 и 6 и дополнительных упругих элементов

8 и 8, должна быть равна кпи выше максимальной частоты рабочего диапаэона. При этом частотная характеристика будет иметь два резонанса на частотах ы, и, и равномерный участок между этими частотами, что объясняется следующими особенностями предлагаемой схемы электромагнитного вибровозбудителя.

Поскольку обычно ido, =(k9/ш ) " +

+ wÄ= ({k>+k)/шд)», а ш„с. шр, то (k — суммарная жесткость упругих элементов 6 и 6 ) . .При этом в диапазоне частот 0 с ы ы часть электромагнитного вибровозбудителя, включающая магнитопроводы 2 и 2, ynf ругие элементы 6 и 6 подвески и якорь 5, является генератором перемещений, выходным параметром которого является перемещение якоря Ь, равное F, /1с (F „ - амплитуда силового нзаймодействия между сердечниками 2 и 2 и якорем 5). При этом в диапазоне частот до первого резонанса ы <м =

/2

Oq

=(Е /m ) колебания якоря практически йе создают силового возбуджения корпуса 1 вибровоэбудителя и, как следствие, развиваемые им силы близки к 0 (интервал частот оС и> с w„) ..

Физически это объясняется тем, что в этом диапазоне частот якорь 5, перемещаясь, практически не встречает сопротивления со стороны дополнитель1378928 ных упругих элементов 8 и 8 и присоединенной к ним реактивной массы 7, ибо в этом диапазоне частот мало инерционное сопротивление реактивной массы, равное г Ä=jwm .

На частоте ы =(k /m ) " сопротивОт Р ление присоединенной к якорю части (реактивной массы на упругих элементах k ) максимально и равно и„ш //l (м — коэффициент затухания в дополнительных упругих элементах 8 и 8 ), На этой частоте силовое воздействие на корпус 1, а следовательно, и на возбуждаемую конструкцию максимально.15

В диапазоне частот м >7 wo1 выполняется неравенство jam (м Ik> i j el, поэтому механической нагрузкой генератора перемещений является сопротивление z =k /ju). При этом колебания 20 якоря, деформируя дополнительные упr ругие элементы 8 и 8, создают силовое возбуждение корпуса F „, равное

F вм(1 в/1

Иэ формулы (1) видно, что в рабо- 25 чем диапазоне частот юо„си<, развиваемое предлагаемым электромагнитным, вибровоэбудителем усилие F не заэмв висит от частоты и тем больше, чем больше сила Fэ„ электромагнитного 30 взаимодействия и отношение (k>/k). !

Поскольку в формуле (1) обычно отношение (k)>

35 обмотках подмагничивания 3 и 3 и возбуждения 4 и 4, увеличивают ток, Это оказывается возможным благодаря повышенной жесткости упругих элемен- 40

I тов 6 и 6 подвески. Это же позволяет выбрать меньшие рабочие зазоры между якорем 5 и магнитопроводами 2 и 2, Реализация таких параметров в предлагаемом электромагнитном вибровозбуди45 теле позволяет более эффективно использовать электромагнитные свойства магнитопроводов и его обмоток (работать при больших индукциях в зазорах) и тем самым многократно увеличить величину развиваемой вибровозбудите50 лем силы F „. Благодаря этому расширение рабочего диапазона и увеличение надежности предлагаемого вибровозбудителя обеспечивается практически при той же величине развиваемых сил, что и в известном вибровозбудителе.

Наличие резонанса в характеристике развиваемых вибровозбудителем сил на частоте ы, = ((k+kp/m„)I позволяет в значительном частотном диапазоне скомпенсировать снижение величины динамических сил, обусловленное потерями на подмагничивание сердечнииов и токи Фуко. Важной особенностью предлагаемой схемы электромагнитного вибровозбудителя является то, что корректирующий подъем частотной характеристики развиваемых вибровозбудителем сил вблизи частоты ю, может быть изменен и "перемещен" по частотному диапазону путем изменения тока подмагничивания в обмотках 3

I и 3 . Для того, чтобы при меньших рабочих зазорах не увеличивались нелинейные искажения, в предлагаемом электромагнитном вибровозбудителе упругие элементы 6 и 6 подвески выполнены с жесткой упругой характеристикой. При этом влияние нелинейности тяговой и упругой характеристик на процесс преобразования тока в перемещение якоря 5 взаимокомпенсируется и предлагаемый электромагнитный вибровозбудитель имеет малый коэффициент нелинейных искажений (1-3X).

Последнее особенно важно при использовании электромагнитного вибровозбудителя в активных виброзащитных системах, где линейное преобразование. управляющего сигнала в компенсирую— щее воздействие имеет первостепенное значение.

Формула из об ре те н ия

1. Электромагнитный вибровозбудитель, содержащий корпус, размещенные в корпусе сердечники с обмотками подмагничивания и возбуждения, подвижную часть, включающую якорь, установленный с зазором между сердечниками и связанный с реактивной массой, установленной на оси вибровозбудителя, упругие элементы подвески, закрепленные между корпусом и подвижной частью, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот, упругие элементы подвески прикреплены к якорю, а между якорем и реактивной массой введены дополнительные упругие элементы, жестко скрепленные с ними.

2. Вибровозбудитель по п.1, отличающийся тем, что,допол1378928

Составитель Е,Литвинов

Редактор С.Пекарь Техред М.Дидык

Корректор В.Бутяга

Заказ 924/7 Тираж 443

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Производственно †полиграфическ предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 нительные упругие элементы выполнены в виде цилиндрических металластиковых втулок.

3. Вибровозбудитель по п,1, о т л и ч а ю m и и с я тем, что упругие элементы подвески и дополнительные упругие элементы выполнены в виде кольцевых мембран, соединенных по внутренней поверхности с реактивной массой.