Магнитострикционный исполнительный механизм Советский патент 1993 года по МПК H02N2/04 H01L41/12 

о

XI

Магнитострикционный исполнительный механизм относится к области электротехники. Может быть использован в устройствах автоматики в качестве исполнительного механизма дискретного, в том числе шагового, перемещения. Целью изобретения является повышение эффективности позиционирования упругой нагрузки. Механизм содержит магнитострикционный элемент в виде трубки и намагничивающую систему. Последняя выполнена в виде секций. Секции магнитосвязаны с участками трубки и состоят из постоянного магнита с обмоткой. Секции размещены в шахматном порядке снаружи и внутри трубки и разделены диамагнитными прокладками. При запиты- рании обмотки секции происходит размагничивание соответствующего участка трубки. Величина заданного перемещения задается количеством запитываемых секций, отсчитываемых от нагрузки. Так как модуль упругости участков магнитострикци- онного элемента при переходе в размагниченное состояние уменьшается, происходит увеличение затухания переходного процесса при отработке шага позиционирования. Это позволяет отказаться от применения активных методов демпфирования корректирующими цепями, за счет чего повысить эффективность позиционирования. 3 ил. (Л

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики в системах управления исполнительными механизмами дискретного, в том числе шагового, действия для прецизионных перемещений.

Целью изобретения является повышение эффективности позиционирования упругой нагрузки.

На фиг. 1 схематически изображен магнитострикционный исполнительный механизм; на фиг. 2 - рабочая, предельная и частная магнитомеханическая характеристика намагничивающего участка магниюстрикционного элемента. Д f(H); на фиг. 3 - временная зависимость перемещения участка магнитострикционного элемента Д-- f(t).

Yci роиство состоит из магнитострикционного элемента, выполненного в виде трубки 1. подпружиненной пружиной 2, внутренней и наружной намагничивающих систем, каждая из которых выполнена из последовательно чередующихся намагничивающих секций 3 с обмотками намагничивания 4 и диамагнит ных прокладок 5, имеющих равные продольные размеры, нагрузки 6 Намагничивающие секции выполнены в виде постоянных магнитов с обратным порядком чередования поN5СЛ

TIOLOB наружных и внутренних секции птнп СИТРЛГНО труики 1

Магнитострикционныи jnenenT может ()ыть ВЫПОЛНРН из материала SPV с гшпожи- тельним так и с офицателыым ко ффици

е НТОМ МЭГ НИТОСфИКЦИИ (гСЛИ ОН П11ПО; НРН

с положительной магниюприкииеи то он работает (осуществляется процесс позиционирования) на перемощение нагрузки 6 влево а если из материала с строительной магнигострикциеи то он работает HP пррр меидсние нагрузки 6 вправо |см фиг 1)

Для повышения линеиносш магнитоме- ханичрской эррктер1к,тики м л ншотрик- ционного ЗЛРМСНТЗ и независимости PC от изменений механических напряжении под влиянием схяыя или раия/ения нафутки

ИСПОЛЬЗУЮТ При ЭТОЙ Кумир

Ку к)/х У , где Ку Ргр упр., -с Ку кс Э |)фи

|,иенты упругости нлфуэки прухит и магии

тс стрп ционного NViua 1 С01 1 гчстпеннр

1 ГД 1 отшитое1 р.нционныи г почо

4ЧТРЛЬНОЙ магнитогтрищиеи в шхот. гп ючнии снимают максимальной сплои влияния упругой nnrpj3l/i а ма1ни острик цион ч й псг ент с отргц п пьчои шт п ИООДРОМ соггпчг м | чстчг.н v ,сй же силой

N стропе п о рт оогаст следующим ,i ior-i Точное пот. циоипроглние осуществпяюг поламей тока п лапотки HP агничивани 3 нзмагничирающих секцн 1 7 выбранных по vo -и leciBV нтпипчгс гла ог нагрузки

Пусть маг i итпстрт ni O iHi ш тлемент ньчюлнен из материал г иге л поп агчитосгриь циги d количество нгмагничи Hri ouuixсекции равно пяти Пр,1пгп нопртч и a rii и ч и са н и и nc px HifHiiu н мы

уЧРСГ 01 .ИсТ 11 r ;C1pl1l ЦО iC4C I (OliT

Hfi пгп i Liuri i niu no nanmiMt ,j hri

5мкм MI , и i i i , и i i -. i vi H,ipuaTi ч г- |i i ч i ц. i о i пго учЯ1 т к-1

пя neppveiiip п« ( и наг()у п шпример на гчм разме1гни1|ипстт чещр1 памж ничмичю и v ум тчзплпчип пиндим t oro олемечта (а. ппл ч онш / inrrv iiH i помощью о(эиотои чамлгничитчив пр.т этгп лбочие точки тх-дого нтм гнич ч ,r1

V4dCi I а МЗГНИТГГТСЦ1 Ц110ННОГ1) fieM НМКМ

) переме инются и пппп i с -п л -rr,i вегствующего наиряжрчногги мтпитнг)гп поля магнита Mm в гюло/(-0ни t-i CIXPIH CT пуюа;ее напрч еннг ти Н 0 Пои IMIT, ание пепеуол ого процес т /глти чтт сс на то же количество пропей ти что и v rv-Ht mminp мод/лч упр/г it TI. - irrii и

гТрИ 1.ИОННОГО 1 (li IT t,| n. , (i t IM

активного в пассивное(размагниченное)со- с тонкие (крипая а ( 3) а так как магни- гоотригцпонный 3( носит четный характрр то при переходе через точку В

возникает магиитострикционная сила, которая будет прогиноположиа динамической силе и будет дополнительно демпфировать переходный процесс (кривая б , фиг. 3). Кроме этого если характер нагрузки упру0 (ии го при отработке перемещения возникает упругая сила нагрузки, которая будет также противоположна динамической силе, а переходный процесс будет происходить с

5 большей частотой м и с еще

m

большим затуханием, так как при этом необходимо учитывать (вязкость) коэффициент затухания упругой нагрузки, выраженный через

ко «фЛицигчт демпфирования Kg Kg Кд нагр, дс К нагр коэффициент демпфирования наг (i рио 14 R фш 3)

Для -озрфпценич ц исходное положение снимают управляюи(ее воздействие с

1: выбранш ix по ко/шчзстну обмоток намагни- нив iioin1 11 секции п)и этом рабочая точка iiti iai ьичппаюшп/ уччстков магнитострик- цио titoro элемента перемещается в исходно1 поло сниеЛ

Таким , по сравнению с протоыпоп заяолчемыи механизм позволяет повысить точность позиционирования упругой нагрузки и уменьшить время ре улирования при пряном п обратном позиционировании

hiM применения активных методов демпфи- роплния юрректир/ющигш цепями что ведет повышению эффективности отрабатывае I1- ПРрСГ Ь(РН1 И

J

5

ф о р - у л ,5 и з о I р с т е н и я

Mai нитс т; псционнии исполнительный

г I-THIJM u)/n р кащип noi иигострикцион1ч-и )и d ьгде трубки и Нсэмагничиваю.-ю в1 г1олне г1ую з виде секций,

((ч и наг нпог рга дн, мйгнитосвяHiiHOi о с v гк п ом трубки и обмотки намаг| ип и и i it v ч i ю щ и и с я гем что, с

I ,i,i I not h I hP V i I ) ф-jk ПН1НОС1 И ПОЗИЦИОмишпнич /пругпп ,ni р/зт секции намаг- иичи По кчцеи HCTPMii азмещены в j iTiior- по кд| о м угри и гнаружи труб- и и ()тдрг -HI,- .1 пл нигными прокладками личсыше размеры которых равны , и синьм плчигртм прогивотежащих сек- пи. при льм г гныпоироводы секций вы- i-iiK1 i р .л/ч1 ЮСЮЯНН1К магнитов с

rlf) i)lHI riot п п-- юре. ПОЛЮСОВ

. +H, i ч i чип 1Л { tn аии

4&