Электродинамический вибратор

ОП ИСАЙ И ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Союз СоветскихоциалистическиРеспублик 1) Дополнительное к авт. свид-ву лено 15.02,77 (2 1) 245283/1 8-О 2 нением заявки М арственный комитет(43) Опубликовано 30.04 (45) Дата опубликования елам изобретенийи открытий(72) Авторы изобретен и С. И. Оржекаускас и И. Ю. СкучасКаунасский политехнический институт им. Антанаса Снечк 1) Заявитель АМИЧЕСКИй ВИБРАТОР(54) ЭЛ ЕКТР Изобретенакустике и мчестве источв стендах длвания.Известныры, в которьсти для сребудителя иных значенифазо-частотн теские вибратоольшой жесткоя катушки возсти для моменттся постоянная ика 1,электродинами тх созданием б диего положени нулевой жестко й обеспечивае ая характерист ры имеют непосто частотную характе ие относится к техническои ожет найти применение в каника механических колебаний я виброиспытаний и моделироНаиболее близкое к изобретению техническое решение - электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод с обмоткой подмагничивания, подвижную цилиндрическую катушку, установленную в воздушном зазоре магнитопровода, длина которой больше длины воздушного зазора, задающий генератор, последовательно соединенные сумматор и усилитель, подключенный к подвижной катушке, источник регулируемого напряжения, соединенный через блок сравнения и блок усреднения с датчиком положения, и суммирующий усилитель, включенный между блоком сравнения и сумматором 21.Однако такие вибратоянную фазо-амплитуднористику. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей вибратора.Это достигается тем, что в него введенычастотный датчик, два блока перемножения 5 и блок дифференцирования, причем выходзадающего генератора подключен к одному входу первого блока перемножения и через частотный датчик и второй блок перемножения к его второму входу, выход первого 1 О блока перемножения соединен с сумматором, вход блока дифференцирования соединен с выходом блока усреднения, а его выход - с входом суммирующего усилителя.На чертеже показана схема электродина мического вибратора.Электродинамический вибратор содержитмагнитопровод 1 с катушкой подмагничивания 2, подключенной к источнику 3 постоянного тока, и подвижную катушку 4, име ющую цилиндрическую обмотку 5.Для питания обмотки 5 используется обратная цепь, состоящая из датчика б положения подвижной катушки 4, блоков усреднения 7, дифференцирования 8, сравнения 2 ч 9, источника 10 регулируемого напряженияи суммирующего усилителя 11, а также прямая цепь, состоящая из генератора 12, частотного датчика 13, двух блоков перемножения 14 и 15, сумматора 16 и усилите ля 17 мощности.Движение подвижных частей вибратораопределяется уравнениемда(1)5 где т - масса подвижной части;Р - электромагнитная сила, действующая на подвижную часть;х - координата подвижной части;1 - время. 10Если электродинамическим вибратором генерируются механические колебания гармонического типа, то координата определяется выражением х(1) = -- а з 1 п а 1,1 гггаф(2) При питании обмотки 5 электрическимсигналом, пропорциональным гпог 2 аяпа 1,уравнение (2) приобретает вид 55х(1) = -- тога япггг 1, (3)тиф следовательно амплитуда механических колебаний остается постоянной и при измене нии частоты возбуждения.Если электродинамическим вибратором генерируются механические колебания не- гармонического типа, что может иметь место в случае использования его и моделиро где а - круговая частота колебанийаяпа 1=Р.Следовательно, амплитуда колебаний яв ляется функцией частоты и с увеличением последней уменьшается по квадратичному закону. А фаза колебаний из-за наличия блока усреднения в обратной связи электродинамического вибратора, т. е. из-за от сутствия жесткости для моментных значений координаты является постоянной и передвинутой по отношению возбуждения на величину л.Чтобы обеспечить постоянную амплитуд но-частотную характеристику электродинамического вибратора, электрический сигнал с выхода генератора 12 поступает на вход частотного датчика 13. На выходе последнего образуется электрический сигнал, про порциональный круговой частоте колебаний а. После возведения в квадрат блоком перемножения 14 электрический сигнал, уже пропорциональный оР, поступает на один вход другого блока перемножения 15. 40 В блоке 15 происходит перемножение электрического сигнала, поступившего прямо из генератора 12 с электрическим сигналом, пропорциональным оР, так что на выходе блока 15 формируется сигнал, пропорцио нальный оаз 1 пв 1. Так как по первому входу сумматора 16 коэффициент передачи равен т, то на вход усилителя 17 мощности по прямой цепи управления вибратора поступает сигнал, пропорциональный 50тггРаяпа 1. ванин, то указанные выше действия в зависимости от требуемой точности производятся с несколькими гармониками, При этом для выделения отдельных гармоник может использоваться аналоговый анализатор, который включается перед входами частотных датчиков, число которых, а также число блоков перемножения зависит от числа выделяемых гармоник.С помощью датчика 6 положения и блока 7 усреднения регистрируется значение положения подвижной системы, вокруг которого происходят механические колебания. В электродинамическом вибраторе предусмотрена возможность регулирования этого положения с помощью источника 10 регулируемого напряжения. В блоке 9 сравнения сигнал, пропорциональный действительному положению подвижной части, сравнивается с требуемым значением положения, задаваемым источником 10, и электрический сигнал, пропорциональный отклонению, через суммирующий усилитель 11, сумматор 16 и усилитель 17 мощности поступает в обмотку 5. Дополнительная сила, пропорциональная отклонению, воздействует на подвижную часть так, чтобы поддерживалось заданное значение положения системы. Использование специального блока усреднения исключает возможность возникновения колебаний на низких частотах. Однако характеристика переходного процесса зависит только от демпфирования подвижной части системы и это демпфирование не может быть сколь угодно малым, так как не затухнут собственные колебания системы, описываемой уравнениемтх = Р, зфп (х, - х), (4) где Рг - сила, обеспечивающая заданноеположение подвижной системы вибратора;хо - заданное положение;х - фактическое положение.Для улучшения качества переходного процесса в электродинамический вибратор введен блок 8 дифференцирования усредняющего сигнала. Тогда уравнение (1) подвижных частей вибратора примет видтх. - .= Р+ Р, з 1 дп(х, - х) -- Р, з 1 дпх)1),где Р - сила, действующая по прямой цепи;Р 2 - сила, обеспечивающая желаемоедемпфирование.Силы Рг и Рг по сравнению с силой Р являются малыми и зависят от конкретных динамических и конструктивных параметровв самого вибр атор а.Таким образом, использование блока дифференцирования усредняющего сигнала позволяет улучшить характеристику переходного процесса и уменьшить демпфирова659199 Формула изобретения ставитель И. Попов дактор Т. Рыбалова Техред А. Камышникова К рректоры: Е. Осипова Л. Брахнинаи аказ 1035/3 Изд.313 Тираж 590 НПО Государственного комитета СССР по делам изобретении 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подписноекрытий пография, пр. Сапунова, 2 ние подвижной части системы тем самым повысить линейность фазо-частотной характеристики, а введение частотного датчика и двух блоков перемножения расширяет его функциональные возможности, так как позволяет получить постоянную амплитудно-частотную характеристику без понижения помехоустойчивости. Электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод с обмоткой подмагничивания, подвижную цилиндрическую катушку, установленную в воздушном зазоре магнитопровода, длина которой больше длины воздушного зазора, задающий генератор, последовательно соединенные сумматор и усилитель, подключенный к подвижной катушке, источник регулируемого напряжения, соединенный через блок сравнения и блок усреднения с датчиком положения, и суммирующий усилитель, включенный между блоком сравнения и сумматором, отлич а ю щи й с я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей вибратора,5 в него введены частотный датчик, два блока перемножения и блок дифференцирования, причем выход задающего генератораподключен к одному входу первого блокаперемножения и через частотный датчик и10 второй блок перемножения к его второмувходу, выход первого блока перемножениясоединен с сумматором, вход блока дифференцирования соединен с выходом блокаусреднения, а его выход - с входом сум 15 мирующего усилителя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Заявка2300183/10, кл. В 06 В 1/04,1976, по которой принято решение о выдаче20 авторского свидетельства,2. Авторское свидетельство СССР532402, кл, В 06 В 1/04, 1975.