Устройство для питания электромагнитного вибровозбудителя Советский патент 1986 года по МПК H01F7/18 

11

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использован для возбуждения колебаний механичес- |КИХ колебательных систем с электромагнитными вибровозбудителями, работающими в околорезонансном режиме.

Цель изобретения - улучпгение тяговых характеристик.

На фиг,1 изображено предлаг аемое устройство со встречно включенными полуобмотками; на фиг.2 - то же, с согласно включенными полуобмотками.

Устройство для питания электромагнитного вибровозбудителя содержит магнитопровод 1 с расположенньп 1и на нем полуобмотками 2 и 3, конденсатор 4 и диоды 5-8, включенные по схеме выпрямительного моста, в выходную диагональ которого включены последовательно соединенные полуобмотки 2 и 3, общая точка которых и один вывод конденстора 4 подключены к одному зажиму источника 9 перменного на

пряжения, а во входную диагональ включены другой вывод конденсатора 4 и зажим источника 9 переменного напряжения, а магнитопровод 1 установлен с зазором относительно якоря 10 посредством упругой подвески 11. Полуобмотки 2 и 3 могут быть включены как встречно, так и согласно.

Электромагнитньм вибровозбудитель работает следующим образом.

В полупериод ЭДС источника 9, соответствующий проводимости диода 5, основной ток протекает через полуобмотку 2 и диод 5, а в другой полупериод ЭДС источника 9 основной ток протекают через диод 6 и полуобмотку

3. В каждой полуобмотке 2(3) в интер- 40 значение, в полуобмотке 3 ток обусвале времени присутствия тока в начальной части интервала дополнительный ток обусловлен ЭДС взаимоиндукции, а в конечной части дополнительный ток обсуловлен ЭДС самоиндукции, причем дополнительные точки )1кают ся через последовательно включенные диод 7(8) и конденсатор 4, а также по контуру - полуобмотки 2 и 3 и параллельно включенные пары диодов 5, 6 и 7, 8. Если ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции одной обмотки в соот- ветствунщие интервалы времени производят зарядку конденсатора 4, то последний разряжается через контур, содержащий другую полуобмотку. Импульсы тока, проходящие через полуобмотки 2 и 3 электромагнитного виб- .ровозбудителя колебаний, наводят пуль

5

сирующее магнитное поле, вызывающее механические колебания якоря частотой в 2 раза большей частоты переменного тока источника. Вследствие того,-что индуктивность имеет нелинейный характер, оптимальную величину конденсатора 4 устанавливают экспериментально по критерию минимизации удельных входных параметров, например по наименьшему входному току при наибольшей амплитуде колебаний якоря, в режиме ферромеханического резонанса (при встречно включенных полуобмотках) .

При встречном включении полуобмоток 2 и 3 (фиг.1) соответственно полупериодам ЭДС источника питания основной ток . (входной) через нагрузку имеет знакопеременный импульсный характер, магнитный поток знакопеременный с перемагничиванием магнитопро- вода. При соответственной величине конденсатора 4,-оптимальную величину которого определяют в зависимости от

5 конструктивных параметров электромагнита и необходимой амплитуды колебаний якоря, а также упругой подвески, настроенной на частоту, равную удвоенной частоте источника пе0 ременного тока, имеет место явление сложного ферромеханического резонанса, характеризующегося феррорезонан- сом токов в электрической схеме цепи во взаимосвязи с резонансными меха5 ническими колебаниями системы. В динамическом режиме работы устройства на первом этапе в интервале времени, когда входной ток в неразветвленной цепи и в полуобмотке 2 имеет нулевое

0

ловлен за счет разряда конденсатора . 4, на втором этапе - в интервале времени, когда проходит входной импульс тока в неразветвленной части цепи и через полуобмотку 2, конденсатор 4 производит заряд за счет накопленной магнитной энергии в полуобмоТке 3 в виде тока самоиндукции, на третьем этапе - в интервале времени, когда входной ток в полуобмотке 3 имеет нулевое значение, в полуобмотке 2 ток обусловлен за счет разряда конденсатора 4 через полуобмотку, на четвертом этапе - в интервале времени, когда в неразветвленной части цепи проходит входной импульс тока и через полуобмотку 3, конденсатор 4 производит заряд за счет накопленной магнитной энергии в полуобмотке 2 в

виде тока самоиндукции. Далее цикл повторяется. Следовательно, «если одна полуобмотка накопленную магнитную энергию в индуктивности отдает в виде тока самоиндукции в электрическую энергию заряда конденсатора, то разряд последнего производится через другую полуобмотку, которая, в свою очередь, накопленную магнитную энергию в индуктивности отдает в виде тока самоиндукции в электрическую энергию заряда конденсатора, который производит теперь разряд через первую полуобмотку, и цикл повторяется, причем пополнение энергии такой колебательной системы производится от источника питания соответственно через индуктивности полуобмоток, при резонансе токов входное сопротивление достигает максимума, ток от источника минимальный и величина его достаточна для пополнения энергии, затраченной на выполнение механической работы и потери на элементах электромагнитного колебательного кон тура для обеспечения необходимой амплитуды колебаний якоря.

При включении согласно полуобмоток 2 и 3 (фиг.2) соответственно полупериодам ЭДС источника питания основной ток (входной) через нагрузку знакопеременный, магнитньй поток знакопостоянный переменный по величине без перемагничивания магнитопровода.

При этом ЭДС взаимоиндукции, обуслав- 35 валам протекания и улучшения формы ливающая ток в начальной части интер- тока в каждой полуобмотке, увеличить

вала протекания тока в каждой из полуобмоток, и ЭДС самоиндукции, обуславливающая ток в конечной части интервала протекания тока, создают значительное увеличение постоянной составляющей тока в каждой из полуобмо- ток, а сравнительно небольшая величина переменной составляющей, обеспечивает передачу части энергии одной полуобмотки через кондесатор другой полуобмотке, которая, в свою очередь, .часть энергии в индуктивности полуобмотки передает через конденсатор первой полуобмотке согласно механическим колебаниям якоря, т.е. согласно эффекту ;изменения индуктивности при изменении зазора между якорем и магнитопроводом. Значительная величина постоянной составляющей тока в каждой из полуобмоток вызывает зна- ительное подмагничивание, однако присутствие пульсации намагничивающей силы и при настройке упругой под

S

5

вески на околорезонансную частоту, равную частоте пульсации переменной составляющей знакопостоянного усилия, создают механические колебания якоря. Если при встречном включении полуобмоток входной ток имеет малое значение, а напряжение сравнительно большое для получения необходимой величины амплитуды колебаний якоря, то при согласном включении полуобмоток при такой же амплитуде колебаний якоря возможно при меньшем значении входного напряжения, но большем значении входного тока. Вследствие большой величины подмагничивания при согласном включении полуобмоток последнее рационально при малых амплитудах колебания якоря, а для больших амплитуд колебаний якоря следует применять 0 встречное включение полуобмоток.

Таким образом, при встречном и согласном включении полуобмоток уст- ройство для питания электромагнитного вибровозбудителя обладает улучшенными тяговыми характеристиками за счет повышения степени рекуперативного использования энергии во внутренней цепи электромагнита и согласования электрических и механических параметров , улучшения формы тока в полуобмотках, что позволяет увеличить силу тяги и КПД путем обеспечения однонаправленности токов в каждой из полуобмоток соответственно интер0

удельные тяговые характеристики, например амплитуды колебания якоря на единицу потребляемой мощности, за

40 счет возможности более оптимального согласования электрических и механических параметров устройства и улучшения формы тока в полуобмотках, увеличить добротность колебательного

45 контура вследствие уменьшения потерь в элементах контура, увеличить стабильность работы электромагнитного вибровозбудителя за счет возможности определения оптимальных режимов ра50 боты.

Формула изобретения

Устройство для питания электро- 55 магнитного вибровозбудителя, содержащее магнитопровод с расположенными на нем полуобмотками, два диода, конденсатор и выводы для подключения источника переменного напряжения.

о тли чающее ся тем, что, с целью улучшения тяговых характеристик, в него введены третий и четвертый диоды, причем диоды соединены по схеме выпрямительного моста, в выходную диагональ которого включены последовательно соединенные полуобмотки - общая точка полуобмоток соединена с одной из обкладок конденРедактор Е.Копча.

Составитель А.Каретников

Техред А.Кравчук Корректор М.Макснмишинец

Заказ 6688/48 Тираж 643Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

сатора и с одним из выводов для подключения источника переменного напряжения, другая обкладка конденсатора соединена с одним из входов выпрямительного моста, другой вход которого соединен с другим выводом для подключения исто - чнйка переменного напряже - ния.

Cpu.Z

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для возбуждения колебаний механических колебательных систем с электромагнитными вибровозбудителями, работающими в однорезонансном режиме. Цель изобретения - улучшение тяговых характеристик. Устройство содержит четыре диода, с оединенных по схеме выпрямительного моста, в выходную цепь которого включены последовательно соединенные полуобмотки, общая точка которых соединена с одной из обкладок конденсатора и с одним выводом для подключения источника переменного напряжения, другая обкладка конденсатора соединена с одним из входов выпрямительного моста, другой вход которого соединен с другим выводом для подключения источника переменного напряжения. Рассмотрены случаи встречного и согласного включения полуобмоток. При встречном включении полуобмоток входной ток имеет малое значение, а напряжение - сравнительно большое для получения необходимой величины амплитуды колебаний якоря. При согласном включении такая же амплитуда колебаний якоря возможна при меньшем значении входного напряжения, но большем значении входного тока. Вследствие большой величины подмагничивания согласное включение полуобмоток рационально при малых амплитудах колебаний якоря, а для больших амплитуд следует применять встречное включение. При обоих видах включения тяговые характеристики улучшаются за счет повьшгения степени рекуперативного использования энергии во внутренней цепи электромагнита и согласования электрических и механических параметров. 2 ил. S (Л