Электромагнитный вибратор Советский патент 1984 года по МПК H02P7/62 

2. Вибратор по п, 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным резистором,, включенным

параллельно той части переменного резистора, которая шунтирует обмотку через полупроводниковый вентиль.

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ВИБРАТОР, содержащий якорь с упругой подвеской, магнитопровод с обмоткой, одним выводом присоединенной к одному зажиму источника переменного напряжения, переменный резистор и два полупроводниковых вентиля, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД и мощности, обмотка магнитопровода другим выводом присоединена к подвижному контакту переменного резистора, включенного между одноименными полюсами полупроводниковых вентилей, другие полюса которых подключены к зажимам источника переменного напряжения.( (Л С S ч In

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в качестве привода переменного тока для различных электромагнитных механизмов, например, для регулирования амплитуды колебаний вибраторов и усилия тяговых электромагнитов.

Известен электромагнитный вибратор содержащий два электромагнита, питае ftlrx однополупериодным выпрямленнь м токо в котором для регулирования амплитуды колебаний каждая из обмоток зашунтирована цепочкой, состоящей из последовательно включенных диода и переменного резистора Cl 3. Однако регулирование амплитуды колебаний рабочего органа путем изменения значения постоянной составляющей тока в обмотке изменением сопротивления переменного резистора в присутствии максимального значения переменной составляющей тока связано со значительными джоулевыми потерями., что снижает КПД устройства, значительной реактивной составляющей тока, что снижает коэффициент мощности, и небольшим значением коэффициента электромеханической связи.

Известно также устройство для управления электромагнитным вибратором фирмы Синтрон (США), содержащее обмотку, подключенную к источнику переменного напряжения через параллельно включенные выпрямитель к переменный резистор, а регулирование амшшту ды вибратора производится наложением выпрямленного пульсирующего тока к переменного тока протекающего через сопротивление 5 путем изменения сопротивления переменного резистора С 2.

Однако устройство имеет низкие значения К11Д в связи с затратами энергии на .перемагничивание и на джоулевые потери на регулировочном резисторе в полупериод выпрямления, когда то проходит и через переменный резистор что снижает коэффициент мощности,;

так как потребляется значительная реактивная мощность, и коэффициент электромеханической связи.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является элек,тромагнитный вибратор, содержащий якорь с упругой подвеской, магнитопровод с обмоткой, одним выводом присоединенной к одному зажиму источника переменного напряжения, переменный резистор и два полупроводниковых вентиля СЗJ.

Известному устройству присущи следующие недостатки: низкое значение КПД в связи с тем, что шунтирование полусекции обмотки цепочкой из переменного резистора и диода позволяет использовать только часть накопленной в индуктивности магнитной энергии для увеличения -среднего тока, и регулирование амплитуды колебаний вибратора за счет изменения среднего тока путем изменения постоянной составляющей тока при неизменной переменной составляющей приводит к значительным джоулевым потерям, низкое значение коэффициента мощности в связи со значительной реактивной составляющей тока(особенно при малых амплитудах колебаний вибратора, когда резистор полностью введен), а также никзое значение коэффициента электромеханической связи, так как при регулировании амплитуды колебаний вибратора путем изменения постоянной составляющей тока не решается вопрос оптимизации соотношений значений составляющих (постоянной и переменной) тока при данных конструктивных электромагнитных и механических параметрах вибратора.

Цель изобретения - увеличение КПД и мощности.

Указанная цель достигается тем, что в электромагнитном вибраторе, содержащем якорь с упругой подвеской, магнитопровод с обмоткой, одним выводом присоединенной к одному зажиму источника переменного напряжения, пе ременный резистор и два полупроводниковых вентиля, обмотка магнитопровода другим выводом подсоединена к подвижному контакту переменного резистора, включенного между одноименн ми полюсами полупроводниковых вентилей, другие полюса которых подключены к зажимам источника переменного напряжения. Кроме того, электромагнитный вибратор может быть снабжен дополнитель ным резистором, подключенным параллельно той части переменного резистора которая шунтирует обмотку через полупроводниковый вентиль. На фиг. 1 изображена принципиальная схема электромагнитного вибратор на фиг. 2 - схема управления вибрато ром в расширенном диапазоне регулиро вания амплитуд колебаний. Электромагнитный вибратор содержи обмотку 1, одним выводом подсоединен ную к подвижному контакту переменного резистора 2, включенного между одноименными полюсами полупроводнико , выпрямителей (диодов) 3 и 4, другие полюса которых подключены к зажимам источника 5 переменного напр жения, а другим выводом обмотка 1 подключена к зажиму источника 5 переменного напряжения и имеет общую точку с полюсом диода 4. Обмотка 1 расположена на магнитопроводе 6, который установлен с зазором относительно якоря 7 посредством упругой подвески 8. При этом часть переменного резистора 2, шунтирующая через диод 4 обмотку 1, шунтируется дополнитель ным резистором 9. Вибратор работает следующим образом. В положительный полупериод ЭДС источника 5 переменного напряжения. соответствующей проводимости диода 3 импульс тока проходит через диод, выведенную часть переменного резисто ра 2 (R) и обмотку 1. Б отрицательньш полупериод ЭДС источника 5 диод 3 запирается, а ток в контуре, образуемом обмоткой 1, диодом 4 и введен ной частью переменного резистора 2 (Rj), поддерживается за счет ЭДС самоиндукции, увеличивая средний ток, протекающий через обмотку 1. В устройстве функциональность переменного резистора заключается в од новременном регулировании величины 734 входного тока и тока, создаваемого ЭДС самоиндукции обмотки, что можно интерпретировать как одновременную регулировку переменной и постоянной составляющих в обмотке. При этом номинальная величина переменного резистора определяется в зависимости от конструктивных параметров обмотки, магнитопровода и упругих элементов5 последние из которых могут определить работу вибратора в до- или зарезонансном режиме. Номинальная величина переменного резистора подбирается экспериментально в требуемом диапазоне регулирования амплитуд колебаний вибратора. При соответствующей величине переменного резистора обеспечивается оптимальное соотношение переменной и постоянной составляющих тока в обмотке при каждой из амплитуд, соответствующих данному диапазону из регулирования. Оптимальное значение величины переменного резистора определяется в небольшом интервале регулирования амплитуды колебаний вибратора, так как диапазон изменения сопротивления Rj небольшой для эффективного регулирования значения тока подмагничивания, в то время, как тот же диапазон изменения сопротивления R отражается на изменении значения входного тока менее значительно, т.е. изменение тока подмагничивания на единицу изменения сопротивления более чувствительно, чем изменение входного тока на единицу изменения сопротивления. Поэтому для увеличения диапазона регулирования колебаний вибратора при наилучших энергетических показателях (КПД, соз/. и коэффициент электромеханической связи) введенная часть переменного резистора 2, шунтирующая через диод 4 обмотку 1, в свою очередь шунтируется дополнительным резистором 9, оптимальная величина которого подбирается экспериментально такой, чтобы при максимальном входном импульсе тока () постоянная составляющая тока в обмотке сохраняла свое значение или изменялась в допустимых пределах. Таким образом, поддерживание неизменньм значения постоянной составляющей тока в обмотке при регулировании амплитуды колебаний вибратора путем изменения величины переменной составляющей обеспечивает стабильность работы вибратора (резонансная частота механических колебаний не изменяется).

5

фиг. 2