Электромагнитный вибровозбудитель

,13ЬЮЛН " О НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВУ АВТОРСК 0 технике тения - частот стике сил ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(57) Изобретение относится к вибровозбуждения. Цель изобр расширение рабочего диапазон Наличие резонанса в характер развиваемых вибровозбудителе,ЯО 1378928 д 1 позволяет в частотном диапазоне скомпенсировать снижение величины динамических сил, обусловленное потерямина подмагничивание сердечников, итоки Фуко, Корректирующий подъемчастотной характеристики развиваемыхвибровозбудителем сил м,б, изменен и"перемещен" по частотному диапазонупутем изменения тока подмагничиванияв обмотках 3,3 . Для того, чтобы применьших рабочих зазорах не увеличивались нелинейные искажения, упругиеэлементы 6, 6 подвески, выполнены сжесткой упругой характеристикой, Влияние нелинейности тяговой и упругойхарактеристик в процессе преобразования тока в перемещение якоря 5 взаимокомпенсируется, и вибровозбудительимеет малый коэффициент нелинейныхискажений, 2 зи. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к техникевибровозбуждения и может быть использовано, например, в вибростендах сширокополосным возбуждением колеба 5ннй и в активных виброзащитных системах.Целью изобретения является расширение рабочего диапазона частот,На чертеже представлена конструктивная схема электромагнитного вибровозбудителя.Электромагнитный вибровозбудительсодержит корпус 1, размещенные в немсердечники 2 и 2 с обмотками под/магничивания 3 и 3 и возбуждения 4и 4, подвижную часть, включающуюякорь 5, установленный с зазором между сердечниками 2 и 2 и скрепленныйс корпусом 1 посредством упругих элементов 6 и 6 подвески, и реактивнуюмассу 7, установленную на оси вибровозбудителя и соединенную с якорем 5через дополнительные упругие элементы8 и 8, жестко соединенные с якорем5 и реактивной массой 7, При этомдополнительные упругие элементы 8 и8 могут быть выполнены в виде ци(линдрических металластиковых втулокили совместно с упругими элементами 306 и 6 подвески в виде единых коль 1цевых мембран, соединенных по внутренней поверхности с реактивной массой 7,Вибровозбудитель работает. следующим образом.При передаче напряжения на обмотки 3 и 3 возбуждения якорь 5 возбуждается вместе с реактивной массой 7и их колебания передаются корпусу 1. 40Жесткость дополнительных упругихэлементов 8 и 8 выбирается из соображений обеспечения низкочастотногоучастка рабочего диапазона частотвибровозбудителя. Для этого парциальная частота ы, определяемая величиной реактивной в массы 7 и суммарной жесткостью 1дополнительныхупругих элементов 8 и 8 , должна бытьменьше или равна максимальной часто те рабочего диапазона. Обеспечениеэтого требования в предлагаемой схеме электромагнитного вибровозбудителя не вызывает затруднений благодарятому, что на его реактивную массу 7 55не действуют силы электромагнитногопритяжения со стороны сердечников2 и 2 , Это позволяет реализоватьпервую собственную частоту м/2 й электромагнитного вибровоэбудителя в диапазоне 2-10 Гц, что невозможно обеспечить в известном вибровозбудителе даже при малых токах подмагни" чивания. При этом перемещение реактивной массы 7 относительно якоря 5 при наклоне возбуждаемого объекта не приводит к изменению рабочих зазоров между якорем 5 и сердечниками 2 и 2 . Эта особенность электромагнитного вибровозбудителя является очень важной при его применении в качестве исполнительного элемента активной виброзащитной системы, где требуется обеспечить стабильность коэффициентов передачи каналов управления. Жесткость упругих элементов 6 и 6 подвески выбирается из условия обеспечения высокочастотного участка рабочего диапазона электромагнитного вибровозбудителя, Для этого парциальная частота ы определяемая массой якоря 5 и суммарнойр жесткостью упругих элементов 6 и 6 и дополнительных упругих элементов 8 и 8, должна быть равна кпи выше максимальной частоты рабочего диапаэона. При этом частотная характеристика будет иметь два резонанса на частотах ц, и ы, и равномерный участок между этими частотами, что объясняется следующими особенностями предлагаемой схемы электромагнитного вибровозбудителя.Поскольку обычно ы =Ос/ш )" + + ы= Ос+1 с)/ш 1 я 1, а в с. шр, тоЬ - суммарная жесткость упругих элементов 6 и 6). При этом в диапазоне частот 0 ( ыь часть электромагнитного вибровозбудителя, включающая магнитопроводы 2 и 2 , уп( ругие элементы 6 и 6 подвески и якорь 5, является генератором перемещений, выходным параметром которого является перемещение якоря 5, равноеФР, /1 с (Р" амплитуда силового нзаймодействия между сердечниками 2 и 2 и якорем 5). При этом в диапазоне частот до первого резонанса ы(м =/2ф 1 =Ь /в )/ колебания якоря практически йе создают силового возбуджения корпуса 1 вибровоэбудителя и, как следствие, развиваемые им силы близки к О (интервал частот о С ы с ы ). Физически это объясняется тем, что в этом диапазоне частот якорь 5, перемещаясь, практически не встречает сопротивления со стороны дополнитель 1378928ных упругих элементов 8 и 8 и присоединенной к ним реактивной массы 7, ибо в этом диапазоне частот мало инерционное сопротивление реактивной массы, равное г =1 ыщ р.5На частоте ы =Ь /в ) " сопротивО 1Рление присоединенной к якорю части (реактивной массы на упругих элементах 1 с ) максимально и равно и ш / м ( м - коэффициент затухания в дополни. тельных упругих элементах 8 и 8), На этой частоте силовое воздействие на корпус 1, а следовательно, и на возбуждаемую конструкцию максимально.15 В диапазоне частот моо, выполняется неравенство3 ысп м 1 с Зюга, поэтому механической нагрузкой генератора перемещений является сопротивление г=Е/адьо. При этом колебания 20 якоря, деформируя дополнительные упругие элементы 8 и 8 , создают силовое возбуждение корпуса Р, равноеР,Ы 1, ),(1)Иэ формулы (1) видно, что в рабо чем диапазоне частот юо(асам, развиваемое предлагаемым электромагнитным, вибровоэбудителем усилие Р не заэмв висит от частоты и тем больше, чем больше сила Рэ электромагнитного 30 взаимодействия и отношение %В).Поскольку в формуле (1) обычно отношение Ь/1 с) 1, то для того, чтобы расширение рабочего диапазона вибровоэбудителя не сопровождалось снижением величины развиваемых им сил в35 обмотках подмагничивания 3 и 3 и возбуждения 4 и 4, увеличивают ток, Это оказывается возможным благодаря повышенной жесткости упругих элементов 6 и 6 подвески. Это же позволяет выбрать меньшие рабочие зазоры между якорем 5 и магнитопроводами 2 и 2, Реализация таких параметров в предлагаемом электромагнитном вибровозбуди 45 теле позволяет более эффективно ис" пользовать электромагнитные свойства магнитопроводов и его обмоток (работать при больших индукциях в зазорах) и тем самым многократно увеличить величину развиваемой вибровозбудите 50 лем силы Р . Благодаря этому расширение рабочего диапазона и увеличение надежности предлагаемого вибровозбудителя обеспечивается практически при той же величине развиваемых сил, что и в известном вибровозбудителе.Наличие резонанса в характеристике развиваемых вибровозбудителем сил на частоте ь, = Ь+1 с )/щв 11 д позволЯ- ет в значительном частотном диапазоне скомпенсировать снижение величины динамических сил, обусловленное потерями на подмагничивание сердечнииов и токи Фуко. Важной особенностью предлагаемой схемы электромагнитного вибровозбудителя является то, что корректирующий подъем частотной характеристики развиваемых вибровозбудителем сил вблизи частоты ю, может быть изменен и "перемещен" по частотному диапазону путем изменения тока подмагничивания в обмотках 3 и 3 . Для того, чтобы при меньших рабочих зазорах не увеличивались нелинейные искажения, в предлагаемом электромагнитном вибровозбудителе упругие элементы 6 и 6 подвески выполнены с жесткой упругой характеристикой. При этом влияние нелинейности тяговой и упругой характеристик на процесс преобразования тока в перемещение якоря 5 взаимокомпенсируется и предлагаемый электромагнитный вибровозбудитель имеет малый коэффициент нелинейных искажений (1-37). Последнее особенно важно при использовании электромагнитного вибровозбудителя в активных виброзащитных системах, где линейное преобразование, управляющего сигнала в компенсирующее воздействие имеет первостепенное значение.1Формула из об ре те н ия1. Электромагнитный вибровозбудитель, содержащий корпус, размещенные в корпусе сердечники с обмотками подмагничивания и возбуждения, подвижную часть, включающую якорь, установленный с зазором между сердечниками и связанный с реактивной массой, установленной на оси вибровозбудителя, упругие элементы подвески, закрепленные между корпусом и подвижной ча" стью, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот, упругие элементы подвески прикреплены к якорю, а между якорем и реактивной массой введены дополнительные упругие элементы, жестко скрепленные с ними.2. Вибровозбудитель по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,допол1378928 Составитель Е,ЛитвиновРедактор С.Пекарь Техред М,Дидык Корректор В.Бутяга Заказ 924/7 Тираж 443ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 нительные упругие элементы выполненыв виде цилиндрических металластиковых втулок. 3. Вибровозбудитель по п,1, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что упругиеэлементы подвески и дополнительныеупругие элементы выполнены в видекольцевых мембран, соединенных повнутренней поверхности с реактивноймассой.