Ультразвуковое устройство

(1% (П) 4 й 1500 ения И АВТО ство СССР1974.О.КэлектроЛ., фЭнер ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТВРАТИ исАние изО ОМУ СВИДГГЕЛЬС(71)Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский к технологический институт токов высокой частоты им. В.П. Вологдин (53) 534.232(6888)(56) 1. Авторское свидетель 9 518238, кл. В 06 В 1/02,2. Лонской А.В., Келлер Кратыы Г.С. Ультразвуковые технологические установки. гияс, 1968, с. 133.3. Головин В.И. и др, Универсал ная ультразвуковая микросварка ЭИИ. - фЭлектронная промышленность", 1978, 9 6,.с, 34-36.(54)(57) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО,содержащее многостержневой магнитострикционный преобразователь,с распределенньвщ по стержням секциямиобмотки возбуждения, подключенной кгенератору, и с обмоткой обратнойсвязи, подключенной к блоку управления, соединенному с генератором,отличающееся тем, что,с целью повышения коэФфициента полезного действия, обмотка обратнойсвязи расположена секционно под Витками секций обмотки возбуждения,Изобретение относится к ультразвуковой технике и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства, использующих технологические процессы с применением ультразвука.Известно ультразвуковое устройство, содержащее ультразвуковой генератор, электромеханический преобразователь с волноводом, фазосдвигающую цепь и датчик обратной свя-эи, установленный вблизи торца рабочего инструмента и подключенный через фазосдвигающую цепь к генератору 13Недостатком этой установки является ограниченность применения, свяэаиная с необходимостью наличиядатчика вблизи торца рабочего инструмента, что не всегда возможно, например, при работе с короткими волноводами, при работе с деталямисложной конфигурации и т.д.Известна ультразвуковая установка, содержащая ультразвуковой генератор, магнитострикционный преобразователь и датчик обратной связи(трансформатор тока, подключенныйв цепь обратной связи генератора23Недостатками этой установки являются низкие коэффициент полярного дейст.вия и качество обработки эа счетнеточности настройки генератора начастоту механического резонанса преобразователя, так как в данном случае сигнал обратной связи имеет частоту электрического резонанса, которая отличается от частоты механического резонанса.Наиболее близким к предлагаемому.по технической сущности являетсяультразвуковое устройство, содержа " 4 Ощее многостержневой многострикцион "ный преобразователь с распределенними по стержн."м секциями обмоткивозбуждения, подключенной к генератору, и с обмоткой обратной связиподключенной к блоку управления,соединенному с генератором 3.Однако это устройство имеет недостаточный коэффициент полезногодействия, обусловленный неточностьюподстройки генератора иэ-за неполного соответствия параметров сигналаобратной связи параметрами механических колебаний преобразователя.Цель изобретения - повышениекоэффициента полезного действия устройстваПоставленная цель достигаетсятем, чтО в ультразвуковой установке,содержащей многостержневой магнитострикционный преобразователь с рас Определенными по стержням секциямиобмотки возбуждения, подключенной кгенератору, и с обмоткой обратнойсвязи, подключенной к блоку управления, соединенному с генератором, 65 обмотка обратной связи расположена секционно под витками секций обмотки возбуждения.На чертеже представлена схема установки.Ультразвуковое устройство содержит генератор 1 и многостержневой магнитострикционный преобразователь 2 с обмоткой 3 обратной связи, подключенной через блок 4 управления к генератору 1.Обмотка 3 обратной связи выполнеена в виде отдельных включенных согласно секций 5, расположенных на стерянчх б преобразователя 2 под секциями обмотки 7 возбуждения и объединенных в две группы 8 и 9, имеющие одинаковое количество витков, причем секции 5 одной группы расположены на четных стержнях б преобразователя 2, а секции другой группы расположены на нечетных стержнях б преобразователя 2. Одна иэ секций 5 состоит из двух частей 10, расположенных на крайних стержнях б преобразователя 2.Устройство работает следующим образом.При включении генератора 1 электрический сигнал ультразвуковой частоты поступает на преобразователь 2. В преобразователе 2 возбуждаются механические колебания, причем пуч"ность механических напряжений имеется в центральной области стержней б преобразователя 2.В каждой иэ секций 5 обмотки 3 обратной связи наводится электро- движущая сила ЭДС, обусловленная обратным магнитострикционным эффектом, Она имеет один и тот же знак, и поэтому на обмотке 3 появляется ЭДС, численно равная сумме отдельных ЭДС от каждой секции 5.В каждой из секций обмотки 3 обратной связи наводится ЭДС и от магнитного потока, проходящего через стержни б.Однако ввиду того, что направление магнитных потоков в четных и нечетных стержнях противоположно, суммарная ЭДС на обмотке 3, наведенная от магнитных потоков, равна О.Поскольку секции 5 обмотки 3 об ратной связи расположены под обмоткой 7 возбуждения, то она не оказывает экранирующего воздействия на полезный сигнал от механических колебаний. Так как секции 5 расположены непосредственно на стержнях и охватывают их со всех четырех сторон, полезный сигнал является большим по величине.Воэможность изменения числа витков на каждой секции, независимо от другой позволяет точнее скомпенсировать электрическую составляющую, фт.е. сделать ее наименьшей.1026323 3Число секций в группе может бытьразлично и определяется требованиямик величине сигнала обратной связи.Число секций в группах 8 и 9 должнобыть одинаковым для компенсацииэлектрических ЭДС, 5 Увеличение полезного сигнала, обусловленного механическими колебаниями преобразователя, и компенсация электрической составляюшей в 1 О этом сигнале повьзаают точность автоматического регулирования в устройстве, Блок 4 управления может выполнять функции, например, блока автоматической подстройки частоты генера тора 1, поскольку резонансная частота преобразователя 2 изменяется в ходе технологического процесса очистки, сварки и т.д.) под воздейвием изменения температурных условий, влиянием акустическойнагрузки и т.п.Повышение точности автоматической подстройки частоты позволит повысить коэффициент полезного действия устройства путем более эффективного преобразования энергии на частоте, близкой к механическому резонансу. Если одну из секций 5 обмотки 3 обратной связи выполнить из двух частей и расположить на крайних стержнях преобразователя, то улучшится условие размещения обмоток и уменьшится помеха от поля рассеивания обмоток возбуждения преобразователя.Секция 5, расположенная на крайних стержнях, выполняется иэ двух частей, число витков в каждой из которых в два раза меньше, чей в секциях, расположенных на внутренних стержнях, так как магнитный поток в краййем стержне меньше, чем во внутренних, в два раза.использование предлагаемой установки по сравнению с известными обеспечит повьпаение коэффициента полезного действия устройства путем повышения точности автоматического регулирования, что позволяет повысить качество технологических процессов.О Тираж 677 Подписное ВНИИВИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откоытий 113035, 3 Фосква, Х, Раушская наб д. 4/5