Электромагнитный вибратор

Союз Советскии Социалистических Республик(22) Заявлено 0 1.0 1)М 1) 2461507/18-10 соединением явки Мо В Об В 1/О Госу арственный комитеСССРделам изобретенийи открытий 23) Приоритет по бликовано 15,08.79, -Бюллетень Мо 30 3) УДК 534.23ата опубликования описан 8.7 72) Автор зобретен ван 1) Зайвител(5 КТРОМАГНИТНЫЙ ВИБРАТО вается в обмот ря в обратном ется упругость ции или специа веса, деформир якоря в обмотк ратор не может диапазоне рабо возбуждающей с кону, например КПД вибратора для такого виб ра, что усложн и применение.го,ма опою Целью изобретения является расширение функциональных возможностей иповышение коэффициента полезногодействия преобразователя.Поставленная цель достигается тем,что вибратор снабжен второй обмоткойвозбуждения и двумя диодами, приэтом обмотки установлены симметрично ПО Обе стороны От середины ЯКОРЯс зазором и электрически соединеныпоследовательно через диоды, включенные в одном направлении, а якорьвыполнен длиной, равной расстояниюмежду внутренними поверхностями полюсов.магнитопровода,Изобретение относится к технической акустике и может найти применение при создании устройств для возбуждения колебаний конструкций иособенно для многоточечного возбуждения колебаний сложных конструкций,например летательных аппаратов, приисследовании их частотных характеристик,Известны электромагнитные вибраторы, содержащие магнитопровод,обмотку возбуждения, якорь и пружиныподвески якоря 1.Однако эти вибраторы имеют большие габариты и их необходимо устанавливать на опоре.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсяэлектромагнитный вибратор, содержащий магнитопровод со сквознымисоосными отверстиями на двух противоположных сторонах, в которыевставлена направляющая втулка срасположенным в ней якорем, обмоткувозбуждения, охватывающую втулку,и пружины подвески якоря 2,Этот вибратор содержит одну обмотку возбуждения, что позволяет создавать усилие электромагнита в одномнаправлении, При этом якорь втягику . Дл я дв ижени я яконаправлении испольэуиспытываемой констру льного упругого подуемого при втягивании уПоэтому этот вибсоздавать на всем чих частот изменение илы по требуемому засинусоидальному, а низок. Кроме то ратора необходи яет эксплуатаци50 55 60 65 Кроме того, для уменьшения частоты собственных колебаний якоря и ог раничения его хода, а также для увеличения эффективности охлаждения обмоток, он снабжен грузами иэ неферромагнитного материала, выполненнымис выступами и установленными жесткона концах якоря, и спиральным змеевиком, установленным между торцамиобмоток.На фиг.1 изображен предлагаемыйэлектромагнитный вибратор; на фиг.2сечение А-А фиг.1 г на фиг,3схема подключения вибратора к генератору синусоидальных токов.Вибратор содержит магнитопровод 1с полюсами 2 и 3, направляющую втулку 4 из немагнитного материала, обмотки прямого 5 и обратного 6 .хода,включенные согласно, якорь 7 изФерромагнитного материала, выполненного длиной, равной расстоянию между внутренними поверхностями полюсов2 и 3 магнитопровода 1, Между соприкасающимися торцами обмоток 5 и 6установлен змеевик 8, выполненный ввиде трубки, согнутой по спирали изалитой эпоксидным компаундом. На.внутреннем витке змеевика 8 выполнены отверстия ддя выхода охлаждающего воздуха в обе стороны вдоль.внутренних поверхностей обмоток 5и 6. Между поверхностями обмоток5,6, втулкой 4 и полюсами 2,3 выполнены выступы 9 (или проложеныизоляционные прокладки), которыеобразуют каналы 10 в виде узкихщелей, имеющих увеличивающуюся площадь сечения по мере приближения квыходу. На концах якоря 7 установлены сменные грузы 11 и 12 из неферромагнитного материала, жесткосоединенные с якорем-болтом 13. Грузы 11 и 12 выполнены в торце с выступами, в которые упираются пружины 14,15 подвески якоря, служащиедля удержания якоря в среднем(рабочем) положении. Вес грузов 11,12 ижесткость пружин 14,15 выбраны таким образом, чтобы собственная частота подвески якоря с грузами быланиже нижнего предела требуемого рабочего диапазона частот вибратора.Генератор 16 через диоды 17,18 соединен с обмотками.Работает вибратор следующим образом,На обмотки прямого и обратногохода соответственно 5 и 6 подаетсяпитание от специальных генераторовили от генератора-усилителя 16 сину соидальногонапряжения регулируемойчастоты через диоды 17,18 . При этомположительная полуволна напряжения,например, через диод 17 создает ток в обмотке 5, а отрицательная полуволна через диод 18 - в обмотке 6, и якорь 7 приводится в колебательное движение. Вследствие того, что соб,ственная частота подвески якоря с 5 10 15 20 25 30 35 40 45 грузами 11,12 выбрана ниже рабочихчастот синусоидального тока, задаваемого генератором-усилителем, фаза колебаний якоря отстает от фазы изменения тока в обмотках на 180, то есть в момент нарастания тока, например, в обмотке 5 до максимума якорь 7 будет находиться в крайнем положении в обмотке 6. При этом магнитный поток включенной обмотки 5 практически замкнут по якорю 7, магнитопроводу 1 и полюсу 3 в стороне отключенной обмотки 6 и имеет рабочий зазор между якорем 7 и полюсом 2 магнитопровода в стороне включенной обмотки 5. Вследствие этого на якорь 7 действует максимальная сила, направленная в сторону включенной обмотки 5. Выполнение якоря 7 длиной, равной расстоянию между внутренними поверхностями полюсов 2 и 3 магнитопровода 1, позволяет уменьшить до минимума паразитные воздушные зазоры, уменьшающие силу, развиваемую вибратором. Это приводит к тому, что среднее положение якоря при работе обладает устойчивым состоянием. При работе якорь 7 самостоятельно устанавливается в среднее рабочее положение, а пружины 14 и 15 служат только для уравновешивания веса якоря с грузами . При выполнении якоря 7 длиной, меньшей предлагаемой, среднее рабочее положение якоря не обладает устойчивостью - якорь втягивается в сторону одной из обмоток 5,6, и сила, развиваемая вибратором, при этом уменьшается в несколько раз.При выполнении длины якоря большей, чем предлагаемая, вибратор не работает.Для охлаждения вибратора при работе в перегруженном режиме на вход змеевика 8 подается сжатый воздух, который, поступая в щелевидные каналы 10, охлаждает соприкасающиеся торцы, внутренние поверхности, наружные торцы и наружные поверхности обмоток 5 и 6,При использовании вибратора для многоточечного возбуждения колебаний сложных конструкций вследствие его сравнительно небольшого веса, вибратор можно закреплять непосредственно на исследуемой конструкции, не внося заметных искажений в частотные характеристики конструкции. При этом отпадает необходимость в громоздких сложных сооружениях для установки вибратора на опоре. Вибраторы закрепляются на исследуемую конструкцию за магнитопровод, а Фазы возбуждающей силы изменяются простым переключением очередо ности включения обмоток 5,6 на 180 . (при этом вибраторы работают в фазе или противофазе) .6792При использовании вибратора как вибростенда грузы 11,12 снимаются, и на якоре закрепляется предметный столик, а магнитопровод устанавливается на фундамент.Конструкция вибратора позволяет создать и применять для его питания простые мощные малогабаритные .генераторы регулируемой частоты на тиристорах.Формула изобретения1. Электромагнитный вибратор, содержащий магнитопровод с двумя сквоз ными сооснымн отверстиями, в которые вставлена направляющая втулка с расположенным в ней якорем, обмотку возбуждения, охватывающую втулку, и пружины подвески якоря, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения коэффициента полезного действия, он снабжен второй обмоткой возбуждения и двумя диодами, при этом обмотки размещены симметрично по обе стороны от середины якоря с 57 6зазором и электрически соединеныпоследовательно через диоды, включенные в одном направлении, аякорь выполнен длиной, равной расстоянию между внутренними поверхностямиполюсов магнитопровода.2. Вибратор по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения частоты собственных колебанийякоря и ограничения его хода, онснабжен грузами из неферромагнитногоматериала, выполненными с выступамии установленными жестко на концахякоря,3, Вибратор по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью уве"личения эффективности охлажденияобмоток, он снабжен спиральным змеевиком, установленным между торцамиобмоток.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1Рекус Г.Г. и др. Вибраторы сэлектромагнитным приводом (обзор).Изд. ЦНИИЭСТРОйМАШ, М.,УЧ серия,1970, с.4-8,2. Авторское свидетельствоМ 238648, кл. С 05 Р 7/00, 1967. Редакто ибе аказ 465 Тираж 585 Подписно Государственного комитета СССР ам изобретений и открытииМосква, Ж, Раушская наб., д.4 Патент , г.ужгород, Ул.Проектная,филиал