Амортизатор с автоматическим управлением Советский патент 1983 года по МПК F16F15/03 

ел

СП

СО

ю

4

13

НИ

гг

1

Изобретение относится к средствам активного гашения вибраций различных объектов.

Известен амортизатор с автоматическим управлением, содержащий размещенные между колеблющимся и изолируемым объектами упругие элементы и вибратор с системой управления П JНедостатком данного амортизатора является малая эффективность колебаний, обусловленная ограничениями на компенсирующую силу.

По основному авт. св.№ известен амортизатор с автоматическим управлением, содержащий вибратор динамометры, упругие элементы, каждый из которых одним концом связывается с колеблющимся объектом, а другим через динамометры - с изолируемым объектом, предварительные усилители, подключенные к динамометрам, сумматор, вход которого соединен с предварительными усилителями, полосовые фильтры, каждый из которых подключен к.выходу сумматора, последовательно соединенные другой сумматор, вход которого соединен с полосовыми фильтрами, и усилитель мощности, выход которого связан с обмоткой возбуждения вибратора, размещаемого между колеблющимся и изолируемым объектами С ЗНедостатком известного амортизатора является малая эффективность при превышении вибрационных сил уров ня максимально допустимых компенсирующих сил..

Целью изобретения является повышение эффективности компенсации вибрационных сил.

Указанная цель достигается тем, что амортизатор с автоматическим управлением,, содержащий вибратор, динамометры, упругие элементы, каждый иа которых одним концом связывается с колеблющимся объектом, рредварительные усилители, подключенные к динамометрам, сумматор, вход которого соединен с предварительными усилителями, полосовые фильтры, каждый из которых подключен к выходу сумматора, последовательно соединенные другой сумматор., вход которого соединен с полосовыми фильтрами, и усилитель мощности, выход которого свяаан с обмоткой возбуждения вибратора, размещенного между колеблющимся и изолируемыми объектами, снабжен электрической емкостью.

5592t2

включенной в цепь возбуждения вибратора, и корректирующим звеном, вход которого присоединен к сумматору, а выход - к входам полосовых фильтров. 5 На чертеже изображена схема амортизатора .с автоматическим управлением.

Амортизатор содержит вибратор 1 с обмоткой 2 возбуждения, динамомет10 ры 3| упругие элементы , каждый из которых одним концом связывается с колеблющимся объектом 5 а другим через динамометры 3-е изолируемым объектом 6, предварительные усилите15 ли 7, подключенные к динамометрам 3, сумматор 8, вход которого соединен с предварительными усилителями 7, корректирующее звено 9, соединенное с выходом сумматора 8, полосовые 20 фильтры 10, каждый из которых подключен к выходу корректирующего звена Э, последовательно соединенные другой сумматор 11, вход которого соединен с выходами полосовых фильт25 ров 1.0, усилитель 12 мощности, выход которого связан с обмоткой 2 возбуждения вибратора, и электрическую емкость 13, включенную в цепь возбуждения вибратора 1. 30 Амортизатор работает следующим образом.

Колеблющийся объект 5, деформируя упругие элементы k, вызывает силовое вибрационн@е возбуждение изолируемого объекта б, амплитуду и фазу которого измеряют при помощи электромеханических динамометров 3- Усиленные предварительными усилителями 7 . выходные сигналы динамометров суммируются сумматором 8 и через корректирующееся звено 9 подаются на блок 10 фильтров, в котором производится вы.деление (амортизатор может работать также и без блока фильтров 10 - в широкополосном режиме), а если требуется, то и дополнительная коррекция по фазе и амплитуде тех составляющих сигнала, которые пропорциональны подлежащим гашению составляющим вибрации. Отфильтрованные и скорректированные по фазе и амплитуде сигналы суммируются в сумматоре 11 и подаются -на усилитель 12 мощности, нагрузкой которого является обмотка 2 возбуждения вибратора 1, в

цепь которого включена электрическая емкость 13.

Если весь канал управления амортизатора, начиная от электромехани31ческого динамометра 3 и кончая вибратором 13, имеет коэффициент передачи К,; -1 , то компенсирующие силы равны по величине и противоположны по направлению вибрационным силам и вибрация изолируемого объекта отсутствует, Однвко если вибрационны силы больше максимально допустимых |Сил, которые может развить амортизаjtop, то установка Кг -1 приведет I к выходу из строя амортизатора. Сле1довательно, в этом случае необходи(К.) ;мо установить (К) 1, что приведет |к уменьшению эффективности виброга;шения. Для увеличения максимально :допустимых компенсирующих сил амортизатора в цепь обмотки 2 возбуждения вибратора 1 включена электричес кая емкость 13. Последняя может быть включена па раллельно обмотке 2 возбуждения виб ратора 1 или последовательно с ней. Работа амортизатора при включени электрической емкости 13 параллельно обмотке 2 возбуждения. Усилитель 12 мощности является усилителем тока (ток через .нагрузку которой является контур, состоящий из электрической емкости 13 и обмотки 2 возбуждения, почти не зави сит от измерения сопротивления-нагрузки) . На низких частотах работа амортизатора эквивалентна работе без электрической емкости, поскольку сопротивление электрической емкости велико и ток протекает в основном через обмотку 2 возбуждения. . При приближении к резонансу токи через обмотку 2 возбуждения и элек трическую емкость 13 становятся про тивофазными. Величина возрастания тока в контуре зависит от его добротности и ограничивается максималь . но допустимым напряжением на контуре (т.е. на выходе усилителя мощности). Следовательно, выигрыш по. ток (и по выходной силе) больше на низ ких частотах, где напряжение на кон туре меньше максимально допустимого Для увеличения эффективности, гашения вибраций в полосе частот вбли зи резонансной частоты контура в канал управления введено корректиру ющее звено 9. Сопротивление корректирующей цепи должно быть равно , .где Z ) - сопротивление параллельног контура (обмотка 2 возбуждения -.электрическая емкость 13); Z. - сопротивление обмотки возбуждения, т.е. обратно пропорционально току через обмотку 2 возбуждения. Если усилитель мощности является усилителем напряжения, то в отличие изложенного, особенность работы амортизатора заключается в том, что напряжение на нагрузке почти не зависит от изменения сопротивления нагрузки, так как выходное сопротивление усилителя 12 мощности мало. Выигрыш по выходной силе может быть получен также на низких частотах, где во избежание перегрузки по току напряжение на выходе усилителя мощности выбирают меньше максимально допустимого. Сопротивление корректирующей цепи должно быть равно Z .,,. Z, . г, 1- Работа амортизатора при включении электрической емкости 13 последовательно с обмоткой 2 возбуждения. Амортизатор, в котором используется усилитель напряжения или усилитель тока, на низких и высоких частотах работает неэффективно, так как сопротивление контура, образованного обмоткой 2 возбуждения и последовательно соединенной с ней электрической емкостью 13, велико; следовательно, ток мал. На резонансной час- тоте сопротивление контура уменьшается и может быть достигнут ток максимально допустимый для усилителя 12 мощности. Такое включение электрической емкости целесообразно для увеличения эффективности компенсации вибрационных сил, уровни которых превышают уровень максимально допустимых компенсирующих сил на высоких частотах, где выходной ток усилителя мощности выбирают меньше максимально допустимого. Для увеличения эффективности гашения вибраций в полосе частот вблизи резонанса в канал управления вводится корректирующее звено 9, сопротивление которого равно сопротивлению последовательного контура, образованного обмоткой возбуждения, и последовательно подсоединенной электрической емкостью 13. Таким образом, благодаря тому, что в цепь обмотки возбуждения вибратора включена электрическая емкость, а в канал управления введено корректирующее звено, которое настраS105592 6

ивается таким образом, чтобы в рабо- ным силам, эффективность компенсации чем диапазоне частот компенсирующие вибрационных сил, уровни которых силы были равнц по величине и проти- превышают уровни максимально допусвоположны по направлению вибрацион- тимых компенсирующих сил, возрастает.