Устройство для определения статических тяговых характеристик двухзазорного электромагнита

(088.8) по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения Ю. Я. Довгий Краснодарский политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ ТЯГОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХЗАЗОРНОГО ЭЛ ЕКТРОМАГН ИТАИзобретение относится к области технической физики, преимущественно к устройствам для испытания электромагнитных элементов систем автоматики.Известны устройства дчя определения тяговых характеристик, содержащие упругие опоры для испыт смык электромагнитов, укрепленные ца подвижных основаниях, датчики положения якоря и свя анныс с упругими элементами тсцзомстр ические датчики, подключенные к регистрирующимприборам 1,Известнь 1 бакс аналогчцыс стпойства, содержащие датчик положения якоря, его упругую подвеску и вычислительную схему с двумя входами, преобразующую сигнал, пропорциональный изменению тока в катушке исследуемого электромагнита, снимаемого с диффереп 1 иру 1 О 1 цего трансформатора, и сигнал, пропорциональный перемещению якоря, снимаемый с вы 1 нсуказанного датчика положения в напряжение, соответствуощсс тяговой характеристике исследуемого элена ром апшта 21.Наиболее близким к изобгетению является устройство, в коором подвижныс части исследуемой магнитной системы с помощью упругих элементов прикрепляются к подвижным основаниям 31. Между закрепленной нсподвижцой частью исследуемой магнтной системы и двумя подвижными частями сс образуются два воздушных зазора, величина которых может изменяться путем передвижения подвижных ос новаций. Основание, которос используетсядля крепления средней подвижной части исследуемого электромагнита, используется и для регулироз"ция ьеличицы воздушного зазора между неподвижной частью (яр О мом) и средней подвижной частьо, а приводной механизм основания, предназначенныи для крепле 1 шя краписи подвижнои части, только лишь обеспечивает постоянство суммарного зазора в магн:1 тной цепи ис пытуемого электромагнита. Размещенныена упрупгх элементах тензометрическис датчики через усилитель соединены с двух- координатными регистрирующими приборами, на другой вход которых подастся сиг нал от датчика положения, измеряющеговеличину зазора между неподвижной и средней подвижной частями исследуемого электромагнита. Датчик положс 1 и 1 я между двумя подвижными частями исследуемого 25 элемента электромагнита является составным элементом системы только для поддержания постоянной величины вышеуказанного зазора. Описанное устройство позволяет получить тяговую характеристику ЗО элсктромап.ита, магнитная система кото3рого состоит из одной неподвижной и двух подвцжных частей только при измерении величины рабочего зазора между неподвижной и подвижной частями.Однако указанное устройство имеет следуюцие недостатки: сложность следяцсй системы, поддерживающей постоянство зазора между подвижными частями исследуемого электромагнита, что значительно снижает точность измерений тяговых усилий в рабочих зазорах и отсутствие возможности воспроизводить тяговыс характеристики при изменении зазора между подвижными частями.Цсльк) изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности измерений при исследовании электромагнитных систем, имеющих несколько рабочих зазоров.Указанная цель достигается тем, что неподвижное основание, предназначенное для крепления одной из подвижных частей электромагнита среднего якоря снабжено направляющими, по которым могут перемешаться основание, предназначенное для крепления другой подвижной части электромагнита крайнего якоря, и основание, предназначенное для крепления неподвижной части элсктромагнита (ярма). Указанные основания снабжены приводными механизмами и измерительными элементами, например нониусами, по которым производится установка заданной величины рабочих воздушных зазоров и калибровка датчиков хода, измеряющих рабочие зазоры исследуемого электромагнита.Изменение воздушного зазора между ярмом и средним якорем исследуемой электромагнитной системы достигастся цсрсмсцсце. яра (сподв 1)кОЙ часги)тельно закрепленного ца нс;одвцжцом основании среднего 5 коря (срсдцс подв 11 жной части). Трсбуемый по условиям экспср и мента зазор между якорям и (поди ц).1 э- ми частями) достигается псрсмсщсцисм крайнсго якоря, закрепленного ьа подвижном основании, относительно среднего якоря, закрепленного на неподвижном основании. В процессе эксперимента зазор может оставаться неизменным, либо изменяться с требуемой скоростью в зависимости от токакая оа характсрстика необходима псслсдователю. Так как постоянство рабочего воздушного зазора между якорями достигается тсм, что подвижное основание, ца Отором закрспле крайний якорь, просто це псрсмсщастся в момент цзмсцецця рабочего воздушного зазора между ярмом и средним якорсм, то надобность в сложной следящей системе по поддержа,но цсцзмснности величины заданного рабосго зазора между якорями Отпадае, так как якоря остаются просто нсподвижными, а движется только ярмо.На чертеже изображено устройство для 10 1;) 20 20 30 35 1 О 1) 00 ) ) 00 6) определения статических тяговых характеристик двухзазорного электромагнита.Ярмо 1 (неподвижная часть) и крайи 1 якорь 2 ода из подвижных частей) исследуемой электромагнитной системы с помощью упругих элементов 3 - 6 прикрепля. ются к подвижным основаниям 7 и 8. Рабочие воздушные зазоры между ярмоми средним якорем 9 и другой подвижной частью, а также между крайним якорем 2 и средним якорем 9, установленным на неподвижном основании 10, могут изменяться путем перемещения либо основания 7, либо основания 8 по направляющим 11, которыми снабжено неподвц)кное основание 10, предназначенное для крепления среднего якоря 9. Перемещение оснований 7 и 8 на заданную величину осуществляется винтовыми передачами 12 и 13 соответственно. На упругих элементах 3 и 6 расположены тензометрические датчики 14 и 15, которые через усилители 16 и 17 подключены к регистрирующим приборам 18 и 19 соответственно. В качестве регистрирующих приборов могут быть использованы двухкоординатные самопишущие милливольтмстры, в качестве усилителей - усилители постоянного тока типа ПА.Для измерения величины исследуемых рабочих зазоров используются датчики 20 и 21 хода, которые подклочаотся к усилителю 22 переключателем 23, что позволяет воспроизводить основные тяговые характеристики прп изменении этого илц другого рабочего воздушного зазора.Подвижные основания 7 и 8 могут устанавливаться на заданном расстоянии от неподвижного основания 10 или перемещаться Отностельн) цоследцсго с заданной скорость) с 1 Омсццью црподных механизмов сост 05 цх 13 5 ховцков (цгп элсктродвигателсй) 24 ц 25 и винтовых передач 12 ц 13, снабженных измерительными элементами 26 и 27 соответственно; в качестве измерительного элемента может быть использован нонцус с ценой деления 0,01 мм.Устройство работает следуОщм образом.В соответствии с программой эксперимента на обмотки ярма 1, якоря 2 и якоря 9 подается напряжение соответствующей величины. Под действием электромагнитных усилий упрупс элементы 3 и 4 с закрепленными ца шхтензодатчикамц 14 деформируются, величина этойдеформации, а следовательно, ц величина выходных сигналов, выдаваемых тензодатчиками 14, пропорциональна равнодействующей сил, приложенных к ярму 1, При его взаимодействии с якорями 2 и 9 на крайний якорь 2 действует электромагнитная сила, возникаощая в зазоре между средним 9 и крайним 2 якорями и соответствуюцая начальному тяговому усилию при срабатывании двухзазорного электромагнита, что приводит к возникновению деформации упругих элементов 5 и 6 с закрепленными на них тензодатчиками 15. Выходной сигнал, выдаваемый тензодатчиками 15, будет пропорционален деформации упругих элементов 5 и 6 и начальному тяговому усилию при срабатывании двухзазорного электромагнита, Таким образом соответствующая калибровка измерительных комплектов, состоящих из тензодатчиков 14, усилителя 16, датчика хода 20 и регистрирующего прибора 18, а также из тензодатчиков 15, усилителя 17, датчика хода 20, подключаемого к усилителю 22 переключателем 23, и регистрирующего прибора 19, позволяет воспроизвести при заданном зазоре мсжду средним 9 и крайним 2 якорями зави- симость Р: 1 (Р 9 - 1, 9 - 1, 9 2: сопз 1), (1) 1 2 - . 72 (Р 9 - 2 09 - 11 89 - 2: сопв 1) (2) где Р, - воспроизведенная на регистрирующем приборе 18 зависимость электромагнитной силы Р 9, между ярмом 1 и якорями 9 и 2 при изменении зазора б 9 1,г 2 - ВОСПРОИЗВЕДЕННаЯ На РЕГИСтРИ- рующем приборе 19 зависимость электромагнитной силы Р, . между якорем 2 и якорем 9 при изменении зазора б 9 1;б - воздушный зазор между ярмом 1 и средним якорем 9 исследуемой электромагнитной системы; зазор изменяется при снятии зависимостей вида (1) и (2) посредством перемещения ярма 1, закрепленного на подвижном основании 7, относительно установленных заранее на расстоянии якорей 9 и 2;б 9, - воздушный зазор между средним якорем 9 и крайним якорем 2. При снятии зависимостей (1) и (2) зазор остается неизменным. Если зазор оставлять неизменным, заранее заданным, т. е. оставлять неподвижным основание 7 с закрепленным на нем ярмом 1, а основание 8 с закрепленным на нем якорем 2 перемещать относительно якоря 9, т. е. Изменять в требуемых пределах зазор б 9 2, то можно снимать с помощью ранее указанных измерительных комплектов зависи- мостиз .1 з ( 9 - 2 с 9 - 21 с 9 - 1 - сопэ 1), (3)Р - .(Р 9 - 2; 69 - 2) 69 - 1 -- СОПЯ 1), (4) где Г, в воспроизведенн на регистрирующем приборе 18 зависимость электромагнитного усилия Р, 1, возникающего между ярмом 1 и средним якорем 9 и зависящего от величины воздушного зазора б 9 2 между якорями 9 и 2. В процессе эксперимента зазор изменяется посредством передвижения основания 8 с закрепленным на нем якорем 2 по направляющим 11 неподвиж 10 15 20 2) :10 40 45 50 55 60 65 6ного основания 10, на котором закреплен средний якорь 9; зазор б 9 2 измеряется датчиком хода 21, подключаемым к усилителю 22 через переключатель 23, датчик хода 20 при этом отключается, так как в процессе эксперимента при снятии зависимостей вида (3) и (4) зазор б 9, остается неизменным;Р 4 - воспроизведенная на регистрирующем приборе 19 зависимость начального тягового усилия Р 9 возникающего между якорями 2 и 9 и зависящего от ве- ЛИЧИНЫ ЗаЗОра б 9 - 2.Использование описываемого технического приема по регулировкс величины зазора между ярмом 1 и якорями 9 и 2, а также введение в устройство новых элементов неподвижного основания 10, направляющих 11, по которым передвигаются узлы установки ярма 1 и якоря 2 исследуемого электромагнита, и переключателя 23 позволяет упростить общу 1 о схему в части поддержания неизменности гсомстрической структуры исследуемой электромагнитной системы с нсско 1 ысимп зазорами, вследствие чего повышаются быстрота и точность измерений, и достичь возможности исследования статических тяговых характеристик как при измснении рабочего зазора между ярмом и якорями, так и при изменении рабочего зазора только между якорями исследуемой электромагнитной системы с несколькими рабочими зазорами,Формул а изобретения Устройство для определения статических тяговых характеристик двухзазорного электромагнита, содержащее два подвижных основания, связанные приводными механизмами, упругис элемснты для крепления одной подвижной части электромагнита на одном из подвижных оснований, датчики положения и связанныс с упругими элементами тензометрические датчики, подключенные через усил 1,тели к регистрирующим приборам, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерения, устройство снабжено неподвижным основанием для установки другой подвижной части электромагнита, выполненным с направляющими, неподвижное основание расположено между двумя подвижными, другое подвижное основание гредназначено для установки неподвижной части электромагнита, оба подвижных основания установлены с возможностью перемещения по направляющим неподвижного основания и снабжены измерительными элементами.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ЛЪ 320836, кл. Н 01 Е 7/13, 1970.Заказ 2015/6 Изд. Ио 498 Тираж 1015 Подписное1 ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж.35, Раушская наб д. 4/5 апунова 2 пография 7 2, Авторское свидетельство СССР164362, 6 05 В 23/02, 1963.