Электродинамический возбудитель колебаний Советский патент 1984 года по МПК B06B1/04 

max

Л/тмд

H Изобретение относится к вибрацион ной технике и может быть использовано в стендах для испытаний и калибровки сейсмической и другой аппарату ры,. Известен электродинамический возбудитель колебаний, содержащий магнитную -системУ в виде электромагнита магнитопровода и полюсного наконечника, в магнитном зазоре этого воз,будителя размещена подвижная катушка на величину, равную двум максимальным амплитудам вибросмещений 1J Недостаток этого возбудителя состоит в том, что большая часть магнит ного потока на участке протяженностью, равной двум максимальным ампли тудам вибросмещений, не создает выталкивающего усилия, так как магнитный поток в этой зоне не взаимодействует с током, протекающим по обмот ке катушки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электродинамический возбудитель коле баний, содержащий замкнутую магнитную систему с подмагничиванием в виде двух встречно ориентированных час тей, на стыке которых расположены полюсные наконечники, образующие кольцевой зазор, в котором соосно ему размещена цилиндрическая катушка с обмоткой C2j . Однако известный возбудитель при больших виброперемещениях не обеспечивает достаточной точности воспроиз ведения колебаний. Целью изобретения является повьшзе нйе точности воспроизведения колебаний в широком диапазоне перемещений. Поставленная цель достигается тем, что в электродинамическом возбудителе колебаний, содержащем замкнутую магнитную систему в виде магни топровода и двух установленных в нем источников подмагничивания , встречно ориентированных и имеющих на стыке между собой общий полюсный наконечник, образующий с магнитопроводом кольцевой зазор, в котором соосно ему размещена цилиндрическая катушка возбуждения,, последняя выпол нена с переменным шагом, возрастающим от краев к середине обмотки, при этом в средней части шаг намотки на 5-15% превьш1ает шаг намотки на краевых участках катушки, выступающи за пределы кольцевоПэ зазора, а длина краевых участков равна амплитуде максимальных перемещений катушки. Кроме того, в качестве источника подмагничивания используются постоянные магниты. На фиг. I схематично изображен электродинамический возбудитель колебаний; на фиг, 2 - график изменения магнитной индукции В в зазоре вдоль оси магнитной системы. Возбудитель содержит две встречно соединенные части магнитной системы, калодая из которых состоит, нaпpимep из жестко связанных между собой постоянного магнита 1, полюсного наконечника 2 и магнитопровода 3. В магнитном зазоре концентрично расположена подвижная катушка, на каркасе 4 которой намотана обмотка 5. При этом длина Ц обмотки превышает суммарную высоту Н полюсных наконечников на величину удвоенной максимальной амплитуды А воспроизводимых перемещений.. В центральной части обмотки катушки шаг намот-ки на 5-15% превьшает шаг намотки на краях. Для соединения с виброплатформой подвижная ,катушка может быть выполнена, например, с тремя выступами, которые проходят через соответствующие пазы в магнитопроводе. Устройство работает следующим образом. При подаче тока 3 в обмотку катушки в результате взаимодействия с магнитным полем возникает сила F, которая приводит в колебательное движение платформу вибростенда. На фиг. 2 представлен график изменения магнитной индукции § в магнитном зазоре вдоль оси х магнитных систем. Введение второй магнитной системы, соединенной встречно с первой, обеспечивает симметричное распределение магнитной индукции у краев рабочего зазора Сила F, действующая на подвижную катушку возбудителя колебаний, определяется из следующего-выражения: ав.е sinoi. -ток в обмотке катушки; -магнитная индукция в зоне i-ro витка; -д-аина i-ro витка;

31-1304

cst-i - угол между направлением тока в обмотке и силовыми линиями магнитного поля; п - число витков обмотки.

Из выражения (1 1 и графика (фиг.21 j следует, что при равномерном шаге намотки сила F в .зависимости от положения катушки вдоль оси магнитной системы при постоянном значении силы тока I const имеет переменное ю значение и, следовательно, возбудитель колебаний обладает пониженной точностью воспроизведения колебаний. Экспериментальные исследования макета возбудителя подтверждают этот 15 вывод.и показывают, что нелинейность силы при крайних положениях катушки составляет 5-15%. .

Соотственно в предлагаемоем возбудителе колебаний шаг намотки катушки 20 в ее центральной части превьшает jttar намотки на краях на 5-15%. При рьшолнеиии этого условия сила, действуюцая на катушку, находящуюся в среднем положении, уменьшена 25

74

на 2-5%, а в крайних положениях катушки увеличена на 2-5%. За счет этого повьш1ена линейность зaвиcимqcти между силой тока 3 в обмотке и силой F, действующей на катушку, а следовательно, повьшена точность воспроизведения колебаний.

Экспериментальные исследования макета возбудителя колебаний показали, что нелинейность зависимости силы F от перемещения катушки в диапазоне ±20 мм при постоянном токе снижена от ±6 до ±27о, т.е. в три раза, что свидетельствует о достижении цели изобретения.

Эффективность предлагаемого электродинамического возбудителя колебаний обусловлена тем, что его использование в вибрационных станках обеспечивает высокоточное восп)оизведение гармонических колебаний и позволяет производить испытания и калибровку сейсмометрической и другой аппаратуры при больших виброс ещениях.

1. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ВОЗБУДИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ, содержащий замкнутую магнитную систему в виде, магнитопровода и двух установленных в нем источников подмагничивания, встречно ориентированных и имеющих на стыке между собой общий полюсный наконечник, образующий с магнитопро-водом кольцевой зазор, а также цилиндрическую катушку возбуждения, размещенную в кольцевом зазоре магнитной системы, отличающи и- с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения колебаний, катушка выполнена с переменным шагом, возрастающим от краев к середине обмотки, при этом в средней части шаг намотки на 5-15% превьш1ает шаг намотки на краевых участках катушки, выступающих за пределы кольцевого i зазора, а длина краевых участков равна амплитуде максимальных пере(Л мещений катушки, 2. Возбудитель колебаний по п,I, отличающийся тем,, что, в качестве источника подмагничивания используются постоянные магниты. vY//; v;ч- W SSSSScmz bbcctQ w K.vxxfXxtyiI x ОО О 4 vl

Л/йях

ч