Электромагнитный вибратор

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Cosefcxxx

Социалистических

Республик

<н679257

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. саид-еу (22) Заявлено OL0377(21) 2461507/18-10 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет—

Опубликовано 15,08.79, -Бюллетень ¹ 30

Дата опубликования описания 150879 (51)M. Кл.

В 06 В 1/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 534 232 (088.8) (72) Автор. изобретения

В.П.Иванов (71) Заявитель (5 4 ) ЭЛЕКТРОНА ГНИТНЫЙ ВИБРАТОР

25

Изобретение относится к технической акустике и может найти применение при создании устройств для возбуждения колебаний конструкций и особенно для многоточечного возбуждения колебаний сложных конструкций, например летательных аппаратов, при исследовании их частотных характеристик.

Известны электромагнитные вибраторы, содержащие магнитопровод, обмотку возбуждения, якорь и пружины подвески якоря (1)..

Однако эти вибраторы имеют большие габариты и их необходимо устанавливать на опоре.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электромагнитный вибратор, содержащий магнитопровод со сквозными соосными отверстиями на двух противоположных сторонах, в которые вставлена направляющая втулка с расположенным в ней якорем, обмотку возбуждения, охватывающую втулку, и пружины подвески якоря (2) .

Этот вибратор содержит одну обмотку возбуждения, что позволяет создавать усилие электромагнита в одном направлении. При этом якорь втягивается в обмотку. Для движения якоря в обратном направлении используется упругость испытываемой конструкции или специального упругого подвеса, деформируемого при втягивании якоря в обмотку..Поэтому этот вибратор не может создавать на всем диапазоне рабочих частот изменение возбуждающей силы по требуемому закону, например синусоидальному, а

КПД вибратора низок. Кроме того, для такого вибратора необходима опора, что усложняет эксплуатацию и применение.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение коэффициента полезного действия преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что вибратор снабжен второй обмоткой возбуждения и двумя диодами, при этом обмотки установлены симметрично по обе стороны от середины якоря с зазором и электрически соединены последовательно через диоды, включенные в одном направлении, а якорь выполнен длиной, равной расстоянию между внутренними поверхностями полюсов.магнитопровода.

679257

S5

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, выполненными с выступами и установленными жестко на концах якоря, и спиральным змеевиком, установленным между торцами обмоток .

На фиг.l изображен предлагаемый электромагнитный вибратор; на фиг.2 сечение А-А фиг.1; на фиг.3 схема подключения вибратора к генератору синусоидальных токов.

Вибратор содержит магнитопровод 1 с полюсами 2 и 3, направляющую втулку 4 из немагнитного материала, обмотки прямого 5 и обратного 6 .хода, включенные согласно, якорь 7 из ферромагнитного материала, выполненного длиной, равной расстоянию между внутренними поверхностями полюсов

2 и 3 магнитопровода 1. Между соприкасающимися торцами обмоток 5 и 6 установлен змеевик 8, выполненный в виде трубки, согнутой по спирали и залитой эпоксидным компаундом. на внутреннем витке змеевика 8 выполнены отверстия ддя выхода охлаждающего воздуха в обе стороны вдоль. внутренних поверхностей обмоток 5 и 6. Между поверхностями обмоток

5,6, втулкой 4 и полюсами 2,3 выполнены выступы 9 (или проложены изоляционные прокладки), которые образуют каналы 10 в виде узких щелей, имеющих увеличивающуюся площадь сечения по мере приближения к выходу. На концах якоря 7 установлены сменные грузы 11 и 12 из неферромагнитного материала, жестко соединенные с якорем-болтом 13. Грузы 11 и 12 выполнены в торце с выступами, в которые упираются пружины 14,15- подвески якоря, служащие для удержания якоря в среднем(рабочем) положении. Вес грузов 11,12 и жесткость пружин 14,15 выбраны таким образом, чтобы собственная частота подвески якоря с грузами была ниже нижнего предела требуемого рабочего диапазона частот вибратора.

Генератор 16 через диоды 17,18 соединен с обмотками.

Работает вибратор следующим образом.

На обмотки прямого и обратного хода соответственно 5 и 6 подается питание от специальных генераторов или or генератора-усилителя 16 сину-соидального напряжения регулируемой частоты через диоды 17,18 . При этом положительная 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.ствеяная частота подвески якоря с

45 грузами 11, 12 выбрана ниже рабочих частот синусоидальн ого 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) .

6792

При 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 изобретения

1. Электромагнитный вибратор, содержащий магнитопровод с двумя сквоз- 8 ными сооснымн отверстиями, в которые вставлена направляющая втулка c расположенным в ней якорем, обмотку возбуждения, охватывающую втулку, и пружины подвески якоря, о т л и ч аю шийся 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 6

:зазором и электрически соединены последовательно через диоды, включенные в одном направлении, а якорь выполнен длиной, равной расстоянию между внутренними поверхностями полюсов магнитопровода.

2. Вибратор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения частоты собственных колебаний якоря и ограничения его хода, он снабжен грузами из неферромагнитного материала, выполненными с выступами и установленными жестко на концах якоря.

3. Вибратор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения эффективности охлаждения обмоток, он снабжен спиральным змеевиком, установленным между торцами обмоток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Рекус Г.Г. и др. Вибраторы с электромагнитным приводом (обзор).

Изд. ЦНИИЭСТРОйМАШ, М.,IV серия, 1970, с.4-8.

2. Авторское свидетельство

9 238648, кл. G 05 F 7/00, 1967 (прототип)..

679257

Составитель В. Пирогов

Техред З.Фанта Корректор О.Билак . Редактор Л. Бибер

Заказ 4652/5 Тираж 5 85 Подписное .ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4