Электромагнитный вибростенд
Иллюстрации
Реферат
(i i! 73I 337
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
";1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.07.73 (21) 1946927!25-28 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень М 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.80 (51) Ч Кя
С 01М 7/00
В 06В 1/04
Государственный комитет (53) УДК 620,178.7 (088.8) ао делам изобретений н открытий (72) Автор изобретения
Б. А. Моисеев (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ВИБРОСТЕНД
Изобретение относится к технике механических испытаний и может быть использовано для проведения вибрационных и усталостных испытаний различных устройств и сооружений.
Известен электромагнитный вибростенд, содержащий электромагнитный вибратор в виде маги итопр овода, якоря, обмотки переменного тока, подключенной к задающему генератору, и обмотки подмагничивания, подключенной к источнику постоянного тока, и трансформатор, первичная обмотка которого включена параллельно с обмоткой переменного тока электромагнитного вибратора, а вторичная последовательно с обмоткой подмагничивания исходного (1).
Недостатком такого вибростенда является нелинейная зависимость развиваемого им усилия от напряжения, подаваемого в обмотку переменного тока с выхода задающего генератора, что обусловлено зависимостью этого усилия от перемещения якоря электромагнитного вибратора.
Наиболее близким к изобретению по техническому существу и достигаемому результату является электромагнитный вибростенд, содержащий вибратор, имеющий задающий генератор, магнитопровод с обмоткой переменного тока и якорь, и отрицательную обратную связь по положению, включающую последовательно соединенные дифференциальный индуктивный датчик перемещения, блок сравнения и фильтр
5 (2):
Введение в вибростенд обратных связей в цепи питания обмотки переменного тока позволяет улучшить линейность его характеристики.
1ð Однако в этом вибростенде для получения линейной характеристики наряду с отрицательной обратной связью по перемещению в известном вибростенде введена положительная обратная связь по скорости
15 этого перемещения, две положительные обратные связи по электрическому сигналу, непосредственно подаваемому с усилительного каскада на вход обмотки переменного тока, и отрицательная обратная связь по этому сигналу. Это значительно усложняет конструкцию вибростенда, так как вводятся соответствующие согласующие и диффер енцирующ пе блок и.
Для упрощения конструкции за счет использования более простой обратной связи, обеспечивающей линеаризацию характеристики вибростенда, предлагаемый вибростенд снабжен источником постоянного тока, регулятором постоянного тока, Зр управляющий вход которого подключен
731337 к выходу блока сравнения, и обмотками подмагничивания, размещенными на магнитопроводах вибратора и датчика перемещения, датчик перемещения выполнен идентичным впбратору с заторможенным якорем, обмотки подмагничивания и переменного тока датчика перемещения подключены параллельно к соответствующим обмоткам вибратора, измерительные обмотки датчика перемещения установлены на его магнитопроводе и магнитопроводе вибратора и подключены к разным входам блока сравнения, а регулятор постоянного тока включен последовательно с обмоткой подмагничивания вибратора.
На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого вибростенда.
Он содержит электромагнитный вибратор 1 в виде магнитопровода 2, якоря 3 и обмотки 4 переменного тока, подключенной через усилитель 5 возбуждения к задающему генератору 6, отрицательную обратную связь по положению, включающую последовательно соединенные дифференциальный индуктивный датчик 7 перемещения, блок 8 сравнения, фильтр 9 и усилитель 10 обратной связи. Датчик 7 содержит магнитопровод 11, заторможенный якорь 12 и измерительные обмотки 13 и 14, установленные соответственно на магнитопроводах 2 и 11 и подключенные к разным входам блока 8 сравнения. Вибростенд снабжен источником 15 постоянного тока, обмотками 16 и 17 подмагничивания, установленными соответственно на магнитопроводах 2 и 11, и регулятором 18 постоянного тока, включенным последовательно с обмоткой 16. Управляющий вход регулятора
18 подключен к выходу блока 8. При этом датчик 7 перемещения выполнен идентичным вибратору 1 с заторможенным якорем. Обмотка 17 подмагничивания и обмотка 19 переменного тока датчика 7 подключены параллельно к соответствующим обмоткам 16 и 4 вибратора 1. Параллельно с усилителем 5 к обмоткам 4 и 19 подключен генератор 20 несущей частоты.
На обмотки 16 и 17 от источника 15 подается постоянное напряжение, величина которого определяет рабочую характеристику вибратора 1 и постоянную составляющую развиваемого им усилия F.
Возбуждающий сигнал с генератора 6 через усилитель 5 подается в обмотки 4 и 19.
При начальном рабочем зазоре а> между магнитопроводом 2 и якорем 3, равном постоянному зазору между магнитопроводом
11 и заторможенным якорем 12 датчика 7, в измерительных обмотках 13 и 14 трансформируются равные напряжения с частотой генератора 20, поэтому выходной сигнал блока 8 равен нулю.
При изменении же рабочего зазора а между магнитопроводом 2 и якорем 3 в результате замыкания по ним переменного
65 магнитного потока обмотки 4 на величину
«х» на выходе блока 8 появляется напряжение, что обусловлено изменением индуктивности измерительной обмотки 13 (в это время индуктивность измерительной обмотки 14 остается постоянной).
Выходной сигнал блока 8 подается на вход фильтра 9, где производится выделение и фазовая коррекция напряжения, обусловленного перемещением якоря 3.
С фильтра 9 напряжение через усилитель
10, коэффициент усиления которого устанавливается в зависимости от магнитных характеристик вибратора 1 и величины начального рабочего зазора а, подается на управляющий вход регулятора 18. При этом полярность напряжения обратной связи выбирается такой, чтобы, например, при увеличении рабочего зазора а сопротивление регулятора 18 уменьшалось, приводя к увеличению тока подмагничивания вибратора 1, а при уменьшении рабочего зазора а ток подмагничивания вибратора 1 уменьшался.
Таким образом осуществляется отрицательная обратная связь по перемещению
«х», повышающая линейность зависимости развиваемого стенда усилия F от подаваемого на обмотки переменного тока напряжения с усилителя 5. В качестве регулятора 18 может быть применен транзистор.
Вибростенд позволяет с необходимой точностью производить вибрационные и усталостные испытания различных устройств и сооружений. Он способен также обеспечить бесконтактное возбуждение объектов, например тонкостенных оболочек.
Формула изобретения
1. Электромагнитный вибростенд, содержащий электромагнитный вибратор, имеющий задающий генератор, магнитопровод с обмоткой переменного тока и якорь, и отрицательную обратную связь по положению, включающую последовательно соедипенные дифференциальный индуктивный датчик перемещения, блок сравнения и фильтр, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции за счет использования более простой обратной связи, он снабжен источником постоянного тока, регулятором постоянного тока, управляющий вход которого подключен к выходу блока сравнения, и обмотками подмагничивания, размещенными на магнитопроводах вибратора и датчика перемещения, датчик перемещения выполнен идентичным вибратору с заторможенным якорем, обмотки подмагничивания и переменного тока датчика перемещения подключены параллельно к соответствующим обмоткам вибратора, измерительные обмотки датчика перемещения установлены на его магнитопроводе и магнитопроводе вибратора и .под731337
СССР
СССР (протоСоставитель В. Григорьев
Техред А. Камышникова
Редактор Т. Шагова
Корректор Л. Тарасова
Заказ 752/10 Изд. Ко 289 Тираж 1033 Подписное
НПО <Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 ключены к разным входам блока сравнения, а регулятор постоянного тока включен последовательно с обмоткой подмагничивания вибратора.
2. Вибростенд по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен генератором несущей частоты, подключенным к обмоткам переменного тока.
Источники информации, принятые о внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство
5 Кв 195541, кл. Н 02К 33/08, 1962.
2. Авторское свидетельство
М 404183, кл. Н 01 11/00, 1968 тип}.