Электродинамический вибратор Советский патент 1983 года по МПК B06B1/04 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам возбуждения механических колебаний, и может быть использовано для использования динамических характеристик механических систем, испытания различных устройств на вибропрочность, а также в составе различных излучателей звуковых волн.

Известен электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод с кольцевым воздушным зазором между полюсами, постоянный магнит или обмотку подмагничивания, расположенную внутри магнитопровода и обмотку переменного тока, закрепленную в зазоре с помощью упругих элементов tiX

Однако известному вибратору присущи следующие недостатки: низкая надежность из-за малой механической прочности упруго подвешенного каркаса обмотки переменного тока и высокое активное сопротивление обмотки переменного тока, сечение которой мало из-за заполнения части объема воздушного зазора каркасом обмотки и короткозамкнутыми витками.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электродинамический вибратор, содер

жащий магнитопровод с воздушным зазором между полюсами, обмотку подмагничивания, установленную внутри магнитопровода, обмотку переменного тока и короткозамкнутую обмотку, уп- руго подвешенную в воздушном зазоре 2.

Однако и этот вибратор имеет ряд недостатков. В частности, аг литуда,

10 развиваемая вибратором на низких частотах, мала из-за сниженного потокосцепления обмоток генератора на высоких частотах из-за больших потерь на токи Фуко в магнитопроводе ток

15 как часть переменного магнитного потока замыкается через магнитопровод во всем диапазоне частот из-за высокого магнитного сопротивления зазора между полюсом магнитопровода, в

20 котором, кроме короткозамкнутой обмотки, размещена и обмотка переменного тока. Наконец, малая толщина короткозамкнутых обмоток снижает надежность подвижного узла и вибратор

25 в целом.

Цель изобретения - увеличение амплитуды колебаний и надежности вибратора.

Поставленная цель достигается тем,

30 что на полюсах магнитопровода выполйены кольцевые пазы, хотя бы в одном из которых установлена обмотка переменного тока, а короткоэамкнутая обмотка выполенна из двух жестко соединенных и электрически изолированных одна от другой секций, каждая из.которых размещена напротив выступов полюсов магнитопровода. 1. .Кроме того полюса магнитопроводов с целью снижения потребляемой энергии выполнены из магнитомягкого шихтованного материала.

На фиг. 1 изображен вибратор с одним кольцевым воздушным зазором с одной обмоткой переменного тока, общий вид; на фиг. 2 - то же с двумя кольцевыми воздушными зазорами j и двумя обмотками переменного тока, часть магнитопровода которого включена в подвижную систему, общий вид.

Электродинамический вибратор (фиг. 1; содержит основной магнитоМровод 1,.обмотку 2 подмагничивания, установленную внутри магнитопровода, полюса 3 с кольцевыми пазами 4 на внутреннем и внешнем полюсах, образующими магнитопровод переменного тока, обмотку 5 переменного тока, установленную хотя бы в одном пазу, и короткозамкнутую обмотку 6, состоящую из двух жестко соединенных и электрически изолированных секций, каждая из которых размещена напротив выступов 7 полюсов магнитопровода, и соединенных с неподвижным . магнитопроводом через упругие элементы 8.

В электродинамическом вибраторе, представленн.ом на фиг. 2,часть магнитопровода 9 включена в подвижную систему, которая крепится к неподвижной через упругие элементы. Секции кроткозамкнутых обмоток жестко крепят ся к выступам на полюсах магнитопровода.

Электродинамический вибратор работает следующим образом.

Постоянный ток, протекая в обмотке подмагничивания создает в магнитопроводе и.воздушном зазоре постоянно магнитное поле. Переменный ток, протекающий в обмотке переменного тока, создает в полюсах переменное магнитное поле, которое в свою очередь наводит .переменный ток в короткозамкнутой обмотке. Переменный ток в короткозамкнутой обмотке, взаимодействуя с постоянным магнитным полем, создает выталкивающую силу, действующую на короткозамкнутую обмотку. Сила реакций действует на подвижную часть магнитопровода.

В предлагаемом вибраторе трансфор маторы, состоящие из обмотки .переменного тока и подвижного короткозамкнутого витка, имеют собственный магнитопровод с меньшим, чем у основного магнитоп эовода, объемом, маг

нитомягкого материала и меньшим по . сравнению с известными вибраторами воздушным зазором. Это позволяет увеличить потокосцепление обмоток трансформатора и тем самым повысить величину развиваемой силы на низких и средних частотах. Выполнение короткозамкнутой обмотки в виде двух механически жестко связанных и электрически несвязанных секций позволяет разместить каждую из секций в области 1.1аксимальной величины индукции постоянного магнитного поля и одновременно снять ограничения на объем, а следовательно, и сопротивление обмотки переменного тока, что позволяет увеличить развиваемую вибратором силу во всем диапазоне частот. Концентрация переменного магнитного потока в малом объеме магнитомягкого материала снижает величину активных потерь на токи Фуко, что также увеличивает развиваемую вибратором силу.

Положительный эффект предлагаемого вибратора обусловлен увеличением потокосцепления между обмоткой переменного тока и короткозамкнутой обмоткой, снижением их сечения и активного сопротивления, уменьшением потерь на токи Фуко, что приводит к увеличению надежности вибратора и развиваемой им силы. Так, сила, развиваемая предлагаемым вибратором, выше чем у известного вибратора, более чем в 5 раз на низких и более чем в . 2 раза на средних частотах.

Формула изобретения

1.Электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод с воздушными зазорами между полюсами, обмотку подмагничивания, установленную внутри магнитопровода, обмотку переменного тока, короткозамкнутую обмотку, упруго подвешенную в воздушном зазоре, отличающийся тем, что, с целью увеличения амплитуды колебаний и надежности вибратора, на полюсах магнитопровода выполнены кольцевые пазы, хотя бы в одном из которых установлена обмотка переменного тока, а короткозамкнутая обмотка выполнена из двух жестко соединенных и электрически изолированных одна от другой секций, каждая

из которых размещена напротив выступов полюсов магнитопровода.

2.Вибратор по п. 1, отлича ю щ и и с я тем, что, с целью умень шения потребляемой электроэнергии, полюса в магнитопроводе выполнены из магнитомягкого шихтованного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 117424, кл. В 06 В 1/04, 1958.

2. Генкин М.Д., Русаков A.M., Яблонский В.В. Электродинамические вибраторы. М., Машиностроение, 1975, с. 23.