Электродинамический вибратор
Патент 546386
Авторы
Классы МПК
Электродинамический вибратор
Иллюстрации
Реферат
I . г.
: 4 !) !.
ОПИСАНИЕ ()546386
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.12.75 (21) 2300182/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 15.02.77. Бюллетень № 6
Дата опубликования описания 15.03.77 (51) М. Кл.- з8 068 1/04
Государственный комитет
Совета Мнинетров СССР по делам изобретений (53) УЙК 534.232(088.8) и OTKpbrTMA (72) Авторы изобретения
И. Ю. Скучас и С, И. Оржекаускас
Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (71) Заявитель (54) ЗЛЕКТРОДИИАМИч СКИй Ь ИЬРА1 ОР
Изобретение относится к технической акустике и может найти применение в качестве источника механических колебаний в стендах для виброиспытаний и моделирования.
Известны электродинамические вибраторы с обмотками подмагничивания и подвижной цилиндрической катушкой (2). Однако они имеют собственные резонансы в рабочем диапазоне частот, что ограничивает их возможности.
Известен также электродинамический вибратор (1), содержащий магнитопровод с обмоткой подмагничивания, установленную в воздушном зазоре магнитопровода подвижную цилиндрическую катушку, длина которой больше длины воздушного зазора, задающий генератор, подключенный к подвижной катушке через последовательно соединенные сумматор и усилитель тока, а также цепь обратной связи, выход которой подключен ко второму входу сумматора.
Однако, хотя в указанном устройстве и введены корректирующие цепи для управления частотной характеристикой, это позволяет получить лишь приближенно постоянную частотную характеристику в некотором частотном диапазоне и лишь для гармонических колебаний, так как не удается исключить резонансные характеристики вибратора и влияние дополнительных масс при испытании различных приборов, что сужает область применения этого устройства.
Для расширения области применения предлагаемого вибратора в нем между выходом
5 задающего генератора и входом сумматора включены последовательно соединенные дв олока дифференцирования и второи сумматор, ко второму входу которого подключен выход первого блока дифференцирования, а к тре10 тьему — выход задающего генератора.
На чертеже схематически изображен описываемый вибратор, содержащий магнитопровод
i с катушкои 2 подмагничивания, подключен15 ной к источнику 3 постоянного тока, и подвижную катушку 4, имеющую цилиндрическую обмотку 5, последовательно соединенHbIe C!!rММатОр 6 H уСИЛИтЕЛЬ TOKB 7, ПнтаЮщHP. подвижную катушку виоратора, датчик и по20 ложения подвижной катушки через блок обратной связи 9, подключенный к первому входу сумматора b, задающии генератор iu, подключенныи через последовательно соединенные олоки диннреренцирования i i H i2 к сум25 матору iS, выход которого подключен ко второму. входу сумма" îðà о, при этом второи вход суммагора I3 соединен с выходом о;lîêà i i дифференцирования, а третий вход суммато ра 13 — с выходом задающего генератора.
30 Устройство работает следующим образом
546386 (4) где
Питание обмотки 5 осуществляется от усилителя тока 7. При этом подвижная катушка
4 вибратора подвергается действию электромагнптной силы, пропорциональной величине тока на выходе усилителя 7, Перемещение подвижной катушки 4 происходит при этом по закону, определяемому решением уравнения вида тх + сх + йх .= Р, (1) где m — масса подвижной системы, х — положение подвижной системы, с — жесткость подвески подвижной системы, Й вЂ” коэффициент демпфирующих сил, F — электромагнитная сила, действующая на подвижную систему вибратора.
Если на выходе задающего генератора сигнал равен U, то на выходе сумматора 13 будет напряжение, пропорциональное сигналу где " — сигнал на выходе блока ди<рфе г
dt ренцирования 11,, 2 Ц вЂ” сигнал на выходе олока дифференИР цирования 12, Йь 4, 4 — соответственно коэффициенты суммирования сумматора 13.
Так как сигнал с выхода сумматора 13 поступает на усилитель тока 7 через сумматор б с линейным коэффициентом, то ток на выходе усилителя 7i будет пропорционален Ue, Но из вышесказанного следует, что Ue. будет пропорционально и силе F. Уравнение (2) можно переписать так:
/, "„„-"+k, "„" +k,u,=Ã, (3) а пз (1) и (3) следует г >1p + >up + з х тр + hp+ С
Ы
Таким образом, если й,=т; k> h; 4=с, из выражения (4) следует, что (У, =х, т. е. моментное положение подвижной катушки вибратора равно моментному значению сигнала на выходе задающего генератора во всем диапазоне частот, как по фазе, так и по амплитуде. При этом первый коэффициент сумматора должен быть равен суммарной
4 массе подвижной системы вибратора вместе с испытываемым объектом на ней и должен оыть изменен при замене испытываемого объекта. Второй коэффициент должен быть равен коэффициенту демпфирования подвижной системы виоратора и третий — жесткости подвески подвижной системы. При наличии ооратной связи через блоки 8 и 9 влияние ее учитывается изменением коэффициента k> если обратная связь по скорости, и изменением коэффициента k, если обратная связь по положению.
Для более высокой точности получения колебаний вибратора по вышеописанному принципу в системе могут быть включены корректирующие цепи, компенсирующие появление других резонансов, а гакже различные явления в электрической цепи.
Включение между выходом задающего генератора и входом сумматора последовательно соединенных двух блоков диф реренцирования и второго сумматора, на второй вход которого подключен выход первого блока ди р<реренцирования, а на третий — выход задающего генератора, позволяет получить колеоания виоратора, совпадающие с сигналом задающего генератора, в том числе тестовые колеоания разных форм, например треугольной формы, а также случаиные сигналы. Это позволяет расширить область применения электродинамических вибраторов.
Формула изобретения
Электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод с обмоткой подмагничивания, установленную в воздушном зазоре магнитопровода подвижную цилиндрическую катушку, длина которой больше длины воздушного зазора, задающий генератор, подключенный к подвижной катушке через последовательно соединенные сумматор и усилитель тока, а также цепь обратной связи, выход которой подключен ко второму входу сумматора, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, между выходом задающего генератора и входом сумматора включены последовательно соединенные два блока дифференцирования и второй сумматор, ко второму входу которого подключен выход первого блока дифференцирования, а к третьему — выход задающего генератора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР Мо 380365, М. кл. В 06В 1/04, 1971 (прототип).
2. Авторское свидетельство СССР № 403449, М. кл. В 06В 1/04, 1971.
546386
Составитель В. Пирогов
Техред Л. Котова
Корректор Л. Брахнина
Редактор И. Шейкин
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 341/4 Изд. Кз 181 Тираж 709 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5