Электродинамический преобразователь Советский патент 1990 года по МПК H04R9/00 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к электродинамическим преобразователям,- которые могут быть использованы преимущественно в составе вибростендов, мощных подводных излучателей, используемых при подводных графических исследованиях-, устройствах ПОДВ10ДНОЙ связи, виброинструментах и т.п., и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1522i 30.

Целью изобретения является умень- шение нелинейных искажений преобразования сигнала.

На чертеже изображена схема длект- родинамического преобразователя.

Преобразователь содержит основной магнитопровод 1, катушку 2 подмагни- чивания, подвижную катушку 3 гибкий I

подвес t и дополнительный магнитопровод 5

Основной магнитопровод 1 предназначен для концентрации магнитного потока.

Катушка 2 подмагничивания, предназначенная Для создания постоянного магнитного поля, представляет собой многовитковую кольцевую катушку, . охватывающую керн. Высота подвижной катушки Н больше высоты рабочего зазора h, за счет чего обеспечивается выступление подвижной катушки за пределы рабочего зазора. Подвижная катушка 3 предназначена для непосредственного преобразования энергии электрического поля в механическую работу, и наоборот. Слои дополнительного маг- нитопровода 5 выполнены в виде винтоУ1

;0

00

С55

Ю

10

20

25

вой спирали, а обмотка расположена в канавках, образованных винтовой спиралью.

Лля выполнения многослойной обмотки дополнительный магнитопровод имеет два диаметрально противоположно расположенных паза вдоль образующей. Первый ряд обмотки уложен в винтовую канавку по всей длине катушки, а второй - с Переходом каждого витка через каждый продольный паз в следующую канавку в обратную сторону, третий ряд снова по всей длине катушки и т.д.

Таким образом, ток в слоях обмотки подвижной катушки идет в одном направлении. Слои дополнительного магнитопровода и обмотка подвижной катушки ориентированы вдоль силовых линий магнитного поля в рабочем зазо ре. Такая ориентация обеспечивается конструктивно.

Подвижная катушка 3 подвешена и центрируется в рабочем зазоре с помощью гибкого подвеса 4 в виде плоской пружины.

В зависимости от устройства, в котором применяется данный электродинамический преобразователь, к подвижной катушке крепится рабочий орган: для подводного излучателя это излучающий поршень, для вибро- стенда - платформа и т.д.

Вместо катушки подмагничивания может быть, использован постоянный магнит.

Преобразователь работает следующим

образом.

При протекании постоянного электрического поля по катушке 2 подмаг- ничивания создается магнитный поток, проходящий по основному магнитопро- . воду 1 и слоям дополнительного магнитопровода 5, расположенным в зазоре. Таким образом, на пути магнитного потока отсутствуют воздушные зазоры (за исключением двух технологических Зазоров между основным и до- полнительным магнитопроводами, величина которых не зависит от объема подвижной катушки). Поэтому большая часть намагничивающей силы, создаваем мая катушкой подмагничивания, идет только на намагничивание основного и дополнительного магнитопроводов.

Как известно, магнитный поток (ветвь а), протекая через слои дополнительного магнитопровода 5 и керн, пронизы15982 6

вает плоскости витков обмотки подвижной катушки, за исключением витков в ее верхней выступающей части.

При работе преобразователя в режиме преобразования механической рабо- ты в энергию электрического поля, при движении подвижной катушки под действием внешней силы, полное число витков, пронизываемых магнитным потоком, а следовательно, и полный нитный поток через подвижную катушку будут изменяться. В обмотке подвижной катушки будет индуцироваться ЗДС, а если обмотка замкнута, в ней возникает электрический ток.

30

35

40

45

50

Поскольку электродинамические преобразователи являются обратимыми, то при работе преобразователя в режиме преобразования энергии электрического поля в механическую работу, при протекании переменного электрического тока по обмотке подвижной катушки, возникает переменная сила, действующая на подвижную катушку и приводящая ее в колебательное движение.

При движении катушки изменение магнитного потока обусловлено изменением суммарной площади боковой поверхности слоев дополнительного ма1 нитопровода, находящегося в области протекания магнитного потока.

Изменение этой площади будет происходить непрерывно,что обеспечивается выполнением сЛоев дополнительного магнитопровода в виде винтовой спирали. Величина силы, действующей на подвижную катушку, при любых ее положениях будет изменяться также непрерывно.

В связи с обеспечением непрерывности изменения силы (ЭДС при работе преобразователя в режиме преобразования механической работы в энергию электрического поля) преобразователь обеспечивает практически отсутствие нелинейных искажений. Отсутствие нелинейных искажений позволит использовать преобразователь в условиях, где предъявляются жесткие требования к линейности преобразования сигнала.

формула изобретения

Электродинамический преобразователь по авт. св. N 1522ii30, отличающийся тем, что, с целью

0

5

ь

0

5

40

45

50

Поскольку электродинамические преобразователи являются обратимыми, то при работе преобразователя в режиме преобразования энергии электрического поля в механическую работу, при протекании переменного электрического тока по обмотке подвижной катушки, возникает переменная сила, действующая на подвижную катушку и приводящая ее в колебательное движение.

При движении катушки изменение магнитного потока обусловлено изменением суммарной площади боковой поверхности слоев дополнительного ма1 нитопровода, находящегося в области протекания магнитного потока.

Изменение этой площади будет происходить непрерывно,что обеспечивается выполнением сЛоев дополнительного магнитопровода в виде винтовой спирали. Величина силы, действующей на подвижную катушку, при любых ее положениях будет изменяться также непрерывно.

В связи с обеспечением непрерывности изменения силы (ЭДС при работе преобразователя в режиме преобразования механической работы в энергию электрического поля) преобразователь обеспечивает практически отсутствие нелинейных искажений. Отсутствие нелинейных искажений позволит использовать преобразователь в условиях, где предъявляются жесткие требования к линейности преобразования сигнала.

формула изобретения

Электродинамический преобразователь по авт. св. N 1522ii30, отличающийся тем, что, с целью

уменьшения нелинейных искажении преобразования сигнала, слои дополни15982166

тельного магнитопровода вьполнены в виде винтовой спирали.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в мощных линейных электродинамических преобразователях. Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений преобразованного сигнала. Преобразователь содержит постоянный магнит или электромагнит, магнитопровод, образующий рабочий зазор, и размещенную в этом зазоре подвижную катушку, выступающую за его пределы. В подвижную катушку введен дополнительный магнитопровод, расположенный по всей высоте катушки слоями, чередующимися со слоями обмотки подвижной катушки, причем слои дополнительного магнитопровода выполнены в виде винтовой спирали. Такое выполнение обуславливает непрерывное изменение магнитного потока, что практически обеспечивает отсутствие нелинейных искажений. 1 ил.