Стенд линейных ускорений

ГОСУД АРС ГЮ ДЕЛАМ р;" "Ъ ".3 7 е 1 п.1 Ф ПИСАНИЕ ОБ ЮУ СВИДЕ АВТОР ЬСТВУ 25.Сбоев кий.ордена Ленинанститут им.М.И,КаГрадуис исстн.вижения. тов СССР73 ННЫЙ КОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Смольников К,Г. и др.ровка угловых акселерометровпользованием вариаторов скороСб,"Исследование параметров дТруды метрологических институСССР, Вып, 139, с. 199, 19722, Авторское свидетельствоВ 451952, кл. 6 01 Р 21/00, 1. (прототип),(54) (57) СТЕНД ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ,содержащий испытательный стол, подвижный нндуктор с постоянными магнитамии Шунтами по нейтралям полюсов, станину с якорными обмотками и бесконтактный коюиутатор, включающий в себя два ряда датчиков положения якорной обмотки, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью расширениядьапаэона воспроизводимых ускорений,в индуктор введены дополнительныемагнитные шунты, вынесенные на однополюсное деление за пределы. крайнихполюсов индуктора по ходу стендаи установленные над вторым рядомдатчиков положения по отношению кмагнитному шунту. еИзобретение относится к технике испытаний и калибровки и может быть использовано для воспроизведения заданных законов изменения линейных ускорений.Известные устройства с приводом от электродвигателей имеют невысокую точность воспроизведения законов изменения ускорения из-за наличия динамических возмущений от упругих деформаций, сил трения и нагрева 1, 10Поэтому широкое применение находят стенды с линейными двигателями постоянного тока, которые позволяют исключить кинематические цепи, преобразующие вращательное движение 15 электродвигателей в поступательное перемещение испытательного стола. В этом случае удается исключить упругие деформации и люфты, которые характерны для кинематических цепей указанных аналогов, и получить высокие точности воспроизведения параметров поступательного движения;Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стенд, содержащий испытательный стол, подвижный индуктор. с постоянными магнитами и шунтами по нейтралям полюсов, станину с якорными обмотками и бесконтактный коммутатор,. включающий в себя два ряда датчиков положения якорной обмотки. В известном стенде используется линейный двигатель постоянного тока с полупроводниковым коммутатором, Повышенная точность работы стенда достигается тем, что индуктор машины, содержащий постоянные магниты и шунты по нейтралям полюсов, выполнен подвижным, а обмотка якоря размещена на станине. При этом под напряжением 40 находится только та часть якорной обмотки, над которой расположен индуктор, что приводит к уменьшению тепловых потерь энергии и снижает нагрев станины. Бесконтактный комму татор исключает возмущения, связанные с механическим взаимодействием подвижных щеток и неподвижного коллектора 2).50Основным недостатком прототипа является неполное использование обмотки, расположенной под индуктором и, как следствие этого, снижение величины воспроизводимых предельных ускорений,. Это вызвано тем, что магнитные шунты, переключающие секции якорной обмотки, расположены на нейтралях полюсов подвижного индуктора и запитывают только те секции якорной обмотки, которые электрически связаны с ними и размещены между магнитными шунтами, Поэтому часть якорной обмотки, расположенная под крайними полюсами индуктора (верхний или нижний ее слой) отключена 65 от источника питания. в силу разомкнутого характера обмотки по торцам,Цель изобретения - расширениедиапазона воспроизводимых ускорений,Поставленная цель достигается тем,что в стенде линейных ускорений,содержащем испытательный стол, подвижный индуктор с постоянными магнитами и шунтами по нейтралям полюсов,станину с якорными обмотками и бесконтактный коммутатор, включающийв себя два ряда датчиков положенияякорных обмоток, в индуктор введеныдополнительные магнитные шунты,вынесенные на одно полюсное делениеза пределы крайних полюсов индукторапо ходу стенда и установленные надвторым рядом датчиков положения поотношению к основному магнитнемушунту.На Фиг. 1 представлена конструктивная схема предлагаемого стендалинейных ускорений, на Фиг. 2электрическая схема коммутатора,на фиг. 3 - электрическая схема питания обмотки якоря при работе полупроводникового коммутатора.Каждая секция якорной обмоткипереключается полупроводниковымкоммутатором, в ячейке которого содержатся транзисторы 1 и 2, обратныедиоды 3 и 4, индуктивные датчики 5-8положения, расположенные в два рядавдоль якорной обмотки, импульсныетрансформаторы 9 й 10, выпрямитель.ные мосты 11 и 12 и резисторы 13и 14,Магнитные шунты северного 15 июжного 1 б полюсов размещены на геометрической нейтрали полюсов и осу"ществляют коммутацию секций якорнойобмотки. Каждый из этих шунтов движется по соответствующему ряду датчиков положения. Дополнительные магнитные шунты северного 17 и южного 18полюсов вынесены по ходу движенияна одно полюсное деление и размещенынад вторым по отношению к основномушунту рядом датчиков положения, Индуктор 19 перемещается по направляющей 20. Якорные обмотки 21 и 22 размещены вдоль хода машины на станине 23,Каждая ячейка коммутатора состоитиз транзисторного ключа, образованного последовательным соединениемтранзисторов 1 и 2 и шунтированныхдиодов 3 и 4, индуктивных датчиков 5-8 положения, развязывающихтрансформаторов 9 и 10, Датчики положения размещены в два ряда вдольякорной обмотки, причем над первымрядом расположен магнитный шунт 15северного полюса, над вторым рядоммагнитный шунт 16 южного полюса, Обмотка датчиков 5 и 7 положения соединены через раэвязызающий трансформатор 9 и выпрямитель :1 с базойтранзистора 1. Обмотки датчиков 6 и 8 положения соединены через развязывающий трансформатор 10 и выпрямитель 12 с базой транзистора 2. Для обеспечения надежного закрытия транзистора коммутатора при отсутствии сигнала с датчиков положения .входные выводы транзисторов шунтированы резисторами 13 и 14. Питаетоя двигатель от источника питания постоянного тока Ч .Датчики 5 и 8 поло О жеиия через ключ 24 подключают к генератору 25 прямоугольных импульсов, а датчики 6 и 7 положения через ключ 26 подключают к генератору 25 прямоугольных импульсов. Вторые вхо ды ключей 24 и 26 присоединены к противофазным выходам триггера 27, на вход которого подают управляющий сигнал задающего устройства 28.Стенд линейных ускорений работает следующим образом.При положительном сигнале управления на выходе эадакицего блока 28 (Фиг. 2) триггер 27 переходит в первое устойчивое состояние, Высокий . выходной потенциал, снимаемый с верхнего плеча триггера 27, открывает ключ 24 и присоединяет обомотки соответствукицих датчиков положения пер вого и второго ряда,к генератору 25 импульсов. Вторая шина питания.при этом обесточена. Магнитный шунт 15 северного полюса насыщает сердечник индуктивного датчика 5 и подводит напряжение генератора 25 к первичной обмотке трансформатора 9, Сост ветственно на выходе этого трансформатора появляется напряжение, которое после выпрямления в диодном мос-. ту 11 открывает транзистор 1. Одновременно магнитный шунт 16 южного:. 40 полюса насыщает сердечник датчика 8 положения и подводит напряжение генератора 25 к первичной обмотке трансформатора 10. Выходное напряжение трансформатора 10 через выпрямитель 12 открывает транзистор 27 и подключает обмотку 22 (21) якоря к минусу источника питания ОАналогично работаю .дотГОлнительные магнитные шунты 17 и 18 северного и южного полюсов, которые откры- вают соответственно нижний и верхний транзисторы своих ячеек. Образуются две параллельные ветви, по которым течет ток от источника питания, и 55 создается движущая сила. По мере перемещения индуктора магнитные шунты 15-18 включают другие датчики положения первого и второго ряда,осуществляя при этом поочередную коммутацию секций якорной обмотки.При отрицательном сигнале управления на выходе задакицего блока 28триггер 27 переходит во второе устойчивое состояние, ключ 24 закрывается, а ключ 26 открывается. В этом случае включаются в работу датчики 6,7 и 6 и 7 положения, которыепитаются от генератора 25 прямоугольных импульсов через ключ 26, По описанной последовательности открываются транзисторы 2 и 1 от основных магнитных шунтов 15 и 16,и соответствующие транзисторы от дополнительных магнитных шунтов 17 и 18. Вновь образуются две гараллельные ветви, включенные к противоположным зажимам.источннка питания. Через секции якорной обмотки течет ток противоположного направления и появляется движущая сила, перемещающая индуктор в обратном направлении, Регулировать скорость движения индуктора можно изменением величины напряжения Ч . Направление. движения определяют полярностью сигнала эадакицего блока 28.Открытые транзисторы условно обозначены щетками 29 и 30 соответствукицей полярности (фиг, 3)Под полюсами индуктора 19 под напряжением оказывается только часть якорной обмотки 22, соответственно верх,ний и нижний слой двухслойной.обмотки. Это положение сохраняется при многополюсном индукторе, когда под крайними полюсами эапитан только один слой обмоток, В промежутке между крайними полюсами (средние полюса) под напряжением окаэываютск оба слоя обмоток. На этом же рисунке пунктиром показаны дополнительные щетки 31 и 32, вынесенные за пределы индуктора 19 на одно полюсное деление по отношению к основным щеткам 29 и 30. С учетом действия дрполнительных щеток 31 и 32 под напряжением оказываются оба слоя якорнойобмотки 22, т.е. часть якорной обмотки 22 расположенная под крайними полюсами индуктора 19, формирует полное тяговое усилие.Таким образом, введение дополнительных магнитных шунтов и вынесение их на одно полюсное деление поэ. воляет существенно практически в 2 раза) увеличить тяговое усилие индуктора и при прочих равных условиях во столько же раз увеличить амлитуду воспроизводимых стендом линейных ускорений.1027 б 28 Составитель.Н.МараховскаяТехред И.1 айду Корректор А.ференц Редакто ра каз 4731/49. 3 ВНИИПИ 035,Йлиал ППП фПатент", г,УЖгород, ул.Проектная, 4 Тираж 873 сударственного ам изобретений осква, Ж, Р Подписноемитета СССРоткрытийсная наб., д, 4/5