Электродинамический вибратор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н 869842 Сотоз СоветскииСоциалкстическикРеспублик(23) Приоритет -В 06 В 1/04 Гооударстееикый комитет по делам иэобретеиий и открытийОпубликовано 07. 0,81. Бюллетень37 Дата опубликования описания 10. 1 О. 81.:;1са".Снечкус,а А технический инстит 7) Заявитель аунасски 4) ЭЛЕКТР КИЙ ВИБРАТОР также возник.на невозможно, опасность возни ных нее могут овени то го сслед вляетс баний склютрой" стигается тем, т второй усимматор, причем еля подключен выход соеодним из вхоным входам оды интеграи датчика и т Изобретение относится к устройствам для возбуждения механических колебаний и может быть использовано в стендах для виброиспытаний приборов.Известен электродинамический вибратор .1 , позволяющий осуществить перемещение стола вибратора по заданному закону. Однако вибратор не позволяет достичь высокой точности исполнения заданного закона из-за возникновения составляющих шума в цепях дифференцирования.Известен также электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод с обмоткой подмагничивания, установленной в воздушном зазоре магнитопровода, подвижную катушку, длина которой превышает длину воздушного зазора, задающий генератор, соединенный с усилителем и усилитель мощности, подключенный к подвижной катушке, к которой прикреплены датчики силы и ускорения Г 21. Однако в таком вибраторе возможны возникновения неустойчивых режимо колебаний, вызываемых фазовым сдвигом в электромагнитной части ( т.е, из-за индуктивности катушки), Поэтому точное выполнение заданного закоустоичивых колебании,привести к разрушениюобъекта. Целью изобретения ячение неустойчивых кодества.Поставленная цель дочто в устройство введеньлитель, интегратор суко входу второго усилитдатчик ускорения, а егодинен с интегратором идов сумматора, к осталькоторого подключены выкора, первого усилителя,силы, а выход сумматора соединенсо входом усилителя мощности,На чертеже схематически изображенэлектродинамический вибратор,Он содержит магнитопровод 1 с катушкой 2 подмагничивания, подключенной к источнику 3 постоянного тока,и подвижную катушку 4 имеющую цилинд"ри вескую обмотку 5, испытыва,емыйобъект 6, датчик силы 7, расположенный между катушкой 4 и объектом 6,датчик ускорения 8, усилитель 9,интегратор 10, сумматор 11, первыйвход которого соединен с выходом датчика силы, второй - с выходом усилителя 9, третий - с выходом интегратора, а выход датчика 8 соединен с входом .усилителя 9, выход которого, всвою очередь, соединен с входом интегратора, усилитель мощности 12, черезкоторый выход сумматора соединен свходом подвижной катушки, генератор13 и усилитель 14, через который выход генератора соединен с четвертымвходом сумматора, 25Устройство работает следующим образом,Сигнал с выхода генератора 13через усилитель 14 поступает на входсумматора 11 и через усилитель мощности поступает на вход обмотки 5 катушки 4 и вызывает усилие, пропорциональное этому сигналу, передаваемомуцилиндрической катушке 4 и тем самымобъекту 6. Подвижная катушка 4 иобъект 6 при этом начинают колебаться, Колебания вызывают силу реакциимежду катушкой 4 и объектом 6, которую фиксирует датчик силы 7. Сигналс выхода датчика силы 7 поступаетна вход сумматора 11 и через усилитель мощности 12 действует на обмотку5 катушки 4 и вызывает силу, компенсирующую силу, действующую между катушкой 4 и объектом 6. При этом координата перемещения объекта 6 икатушки 4 будет зависеть только отдинамических свойств подвижной частивибратора, т.е. массы, демпфирования и жесткости подвески подвижнойцилиндрической катушки. На выходе , 50датчика ускорения 8 получается сигйал, пропорциональный ускорению перемещения катушки 4, который поступает на.вход сумматора 11 через усилитель 9 с коэффициентом усиления, 55пропорциональным массе подвижнойкатушки, и на выходе сумматора вызывает составляющую сигнала, равную инерционной силе подвижной части вибратораЭтот сигнал подается через усилитель мощности 12 на обмотку 5 и вызывает силу, равную инерционной силе вибратора, но противоположного знака, и его компенсирует. Аналогично компенсируется и диссипативная составляющая силы, Для этого сигнал с выхода усилителя 9 поступает на вход интегратора 10, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный скорости перемещения подвижной катушки 4, Этот сигнал с выхода блока 10 поступает на вход сумматора 11 через коэффициент демпфирования подвижной части вибратора и на выходе сумматора 11 вызывает составляющую сигнала, пропорциональную диссипативной силе, действующей в подвижной части вибратор. Этот сигнал поступает через усилитель мощности 12 на обмотку 5 и вызывает усилие, равное диссипативной силе в подвижной части и противоположного знака. Таким образом осуществляется и компенсация диссипативной силы. Обмотка 5 катушки 4 имеет определенную индуктивность, исходя из этого и инерционность. По этому компенсирующее инерционное и диссипативное усилие будет действовать в подвижную часть вибратора с некоторым фазовым сдвигом относительно собственных сил, действующих в подвижной части. Это вызывает только некоторую небольшую ошибку при компенсации, но не вызывает неустойчивых движений в системе вплоть до полной компенсации этих сил. Однако, если далее произвести компенсирование упругой силы, действующей в подвижной части вибратора, то подобная запаздывающая обратная связь, как для компенсации инерционной и диссипативной сил, будет приводить к неустойчивым движениям уже при небольших фазовых сдвигах.Поэтому сигнал с выхода генератора 13 поступает на вход сумматора через усилитель 14 с коэффициентом усиления, числейно равным коэффициенту жесткости подвески катушки 4.Итак, если после компенсации диссипативной и инерционной сил подвижной части вибратора она становится эквивалентной пружине " коэффициентом упругости С, то сигнал с выхода генератора 13, пропорциональный задаваемому перемещению катушки 4, например Х, поступающий через усилитель 14 с ко869842 20 каз 8708/12 ВНИИПИ одписно атент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 илиал эффициентом усиления С будет вызывать на выходе усилителя 14 сигналпропорциональный 1,Х , Эта составляющая сигнала, поступая через сумматор 1 и усилитель 12 на вход обмотки 5, вызывает усилие в вибраторе,равное СХ . Так как динамическимэквивалентом подвижной части вибратора после компенсации инерционной и диссипативной сил являетсяпружина с 1 Окоэффициентом упругости С , то силаСХ,1, действующая на эту пружину скоэффициентом упругости С будет вызывать ее удлинение Х , такое, чтоРСХ = СХоткуда Х = Х, т.е. перемещение катушки 4 равно моментному значению сигнала на выходе генератора 13,Достижение точной имитации перемещения подвижной части вибратора,задаваемое генератором без возник,новения неустойчивых режимов движения позволяет осуществить испытаниеразличных объектов без опасности25их разрушения из-за неустойчивыхтколебаний, благодаря чему расширяется область применения вибратора,так как точность имитации перемещения не зависит от динамическихсвойств испытываемого объекта. формула изобретенияЭлектродинамический вибратор, содержащий магнитопровод с обмоткойподмагничивания, установленной ввоздушном зазоре магнитопровода,подвижную катушку, длина которойпревышает длину воздушного зазора,задающий генератор, соединенный сусилителем и усилитель мощности, подключенный к подвижной катушке, ккоторой прикреплены датчики силыи ускорения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью исключениянеустойчивых колебаний, в него введены второй усилитель, интегратори сумматор, причем ко входу второгоусилителя подключен датчик. ускорения, а его выход соединен с интегра.тором и одним из входов сумматора,к остальным входам которого подключены выходы интегратора, первогоусилителя и датчика силы, а выходсумматора соединен со входом усилителя мощности.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМф 546386, кл. В 06 В 1/04, 1975.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2417650/18-24,кл. В 06 В 1/04, .1976.