Способ управления электродинамическим вибратором и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК G05D19/02 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть применено при вибрационных испытаниях, виброза щите ив сейсморазведке.

Известен способ управления электродинамическим вибратором, при котором запитывают подвижную катушку вибратора переменным током, а обмотку подг 1агничивания питают от источника постоянного неизменного напряжения Cil.

Устройство, реализующее этот способ, содержит электродинамический вибратор, усилитель мощности, широкополосный усилитель напряжения с двумя входами, на один из которых подают управляющий сигнал, а на другой - сигнал обратной связи, пропорциональный величине тока подвижко катушки. .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ заключающийся в обеспечении взаимодействия тока подвижной катушки и магнитной индукции подмагничивакия путем запитки подвижной катушки и обмотки подмагничиванйяj 2J-.

Однако поддержание постоянства амплитуды возбуждаемого усилия в диапазоне частот этим способом довольно сложно, а регулирование фазы этот способ не обеспечивает.

Наиболее близким по .технической сущности к изобретению является устройство для управления электродинами ческим вибратором, содержащее источник переменного тока, подвижную катушку и обмотку подмагничивания (З.

Однако устройство имеет ;сложную систему управления, которая не обеспечивает регулирование фазы возбуждаемого усилия в диапазоне рабочих частот.

Целью изобретения является упрощение поддержания амплитуды постоянной и регулирования фазы возбуждаемо го -усилия в диапазоне рабочих частот

.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления электродинамическим вибратором питание обмотки подмагничивания осуществляют переменным током с частотой, равной частоте тока подвижной катушки , и непрерывно изменяют фазу между током подвижной катушки и током обмотки подмагничивания, при этом скорость изменения фазы определяет частоту вибрации.

Способ реализуется устройством, содержащим источник переменного тока подвижную катушку и обмотку подмагничивания. Для упрощения поддержания амплитуды постоянной и регулирования фазы возбуждаемого усилия в диапазоне рабочих частот, оно содержит фазо вращатель, а в качестве источника пе ременного тока использован синхронный генератор, выходом подключенный

к подвижной катушке непосредственно, а к обмотке подмагничивания - через фазовращатель.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из синхронного генератора 1, выходом подключенного через фазовращатель 2 к обмотке подмагничивания 3 электродинаг1ического вибратора 4 и непосредственно к подвижной катушке 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Развиваемое электродинамическим вибратором усилие F(-fc) определяется выражением

i)W2i(t) ..

(Я.

- число витков подвижной каетушки участвующих в создании силы,

б - длина одного витка подвиж ной катушки,

1)j- ток подвижной катушки, 6(|.)- индукция подмагничивания, Ток подвижной катушки изменяется закону

W)(t)(t-4.) (1)

индукции

0-(1)

е ) - амплитуда тока подвижной катушки J

- начальная фаза тока подвижной катушки; g, - амплитуда индукции подмаг ничивания;

( - начальная фаза индукции

В подмагничивания;

и - непрерывно изменяющаяся фаза между током подвижной катушки и индукцией подг агничивания.

Подстановка Л 2) и (3) в (1 дает после преобразования

B„,Дlco5(Ч)

(t)nH-l:) (4)

ЕСЛИ Обозначить () W(i)ni(t) ) то выражение (4) преобразуется к виду

F(t) lt)° ) .t5)

т.е. развиваемое усилие содержит две гармонические составляющие: первую с частотой SS. и начальной фазой Q+ tj и вторую с частотой 2ш+51 и начальной фазой g- . Можно построить механическую бистему вибратора таким образом, чтобы отфильтровать ту или другую составляющую. Например

настроив, механическую систему в резонанс на частоте 62 и в антирезонанс на частоте 2ttH-Sl, можно добиться практически гармонического сигнала.

Темп непрерывного изменения фазы f{t) между током подвижной катушки и индукцией подмагничивания определяет частоту вибрации/ и при постоянном темпе изменения фазы частота вибрации или 2w+SI остается по- стоянной.

Дпя изменения частоты вибрации достаточно изменить темп изменения фазы W , Изменение фазы вибрации можно обеспечить как изменением начальной фазы тока подвижной катушки )pj , так и изменением начальной фазы индукции подмагвичивания ffc. . Регулирование амплитуды вибрации обеспечивается ре лироваиием амплитуды тока либо индукции подг 1агничивания.

Способ реализуется следующим образом.

При включении синхронного генератора 1 его напряжение с частотой подается на подвижную катушку 5, создает в ней электрический ток с той же частотой ц) . Это же напряжение генератора 1 через фазовращатель 2 подается на подмагничивания 3. Фаза тока обмотки подмагничиваиия 3 непрерывно изменяется фазовращателем 2 со Скоростью Si . Взаимодействие тока подвижной катушки 5 и индукции подмагничивания возбуждает усилие вибрации, частота которой определяет0ся скрростьюй изменения фазы тока обмотки подмагничиваиия.

Дпя изменения фазы вибрации изменяют фазу напряжения синхронного генератора 1, для изменения амплитуды

5 вибрации изменяют амплитуду выходного напр(1жения синхронного генератора 1;

Использование предложенного изобретения обеспечивает упрощение поддержания постоянства гшплитуды и регулирования фазы возбуждаемого усилия в диапазоне рабочих частот. IQpoме того, при выборе высокой частоты питающего напряжения уменьшаются мабсогабаритные показатели устройства.

1. Способ управл гния электродинамическим вибратором, заключающийся в обеспечении взаимодействия тока подвижной катушки и,.магнитной индукции подмагничивания путем эапитКИ подвижной катушки и обмотки tlORмагничивания, отличающийся тем, что, с целью упрощения поддержания амплитуды постоянной и рвгулирог ванйя фазывозбуждаемого усилия в да1апазоне рабочих частот, питание обмотки подмагничивания осуществляют переменным током с частотой, равной частоте тока подвижной катушки, и непрерывно изменяют фазу между током подвижной катушки и током обмотки подмагнйчивсшия, при этом скорость изменения фазы определяет частоту вибрации. 2. Устройство для управления электродинамическим вибратором, соде{ жащее источник переменного тока, подвижную катушку и обмотку подмагничивания, отличаю щ.е ее я твм (/) что с целью упрощения поддержания амплитуды постоянной и регулирования фазы возбуткдаемого усилия в диапазоне рабочих частот, оно содержит фао зовргицатёль, а в качестве-источника переменного тока использован синхронный генератор, выходом подключенный к подвижной катушке непосредст- ; веино, а к обмотке подмагничиванйя через фазовращатель. СО Cfi ел 00