Двухтактный электромагнитный вибратор Советский патент 1992 года по МПК H02K33/14 

Изобретение относится к электромагнитным вибрационным устройствам и может быть использовано в вибропереме- шивающих устройствах, вибростендах, виброситах и т.п.

Целью изобретения является повышение точности отработки колебаний подвижной части при обеспечении углового перемещения с частотой ниже частоты питающей сети.

На фиг.1 представлена функциональная схема вибратора; на фиг.2 - вариант его принципиальной схемы.

Вибратор содержит неподвижное основание 1, подвижную часть, выполненную в виде неферромагнитного коромысла 2, закрепленного на упругой системе 3 с возможностью вращательного движения относительно неподвижной центральной оси. На диаметрально противоположных концах коромысла с двух сторон в плоскости его вращения закреплено по два ферромагнитных якоря 4, 5, 6, 7. Соответствующие им электромагниты 8, 9, 10, 11 закреплены на неподвижном основании 1, Обмотки противоположных накрест лежащих электромагнитов 12, 13 и 14, 15 соединены параллельно и через последовательно включенные конденсаторы 16 и 17 подсоединены к источнику переменного напряжения 18. Возможен другой вариант включения обмоток электромагнитов, показанный на фиг.2. Обмотки 12, 13 и 14, 15 также соединены параллельно. Параллельно к ним подключены конденсаторы 16 и 17, образуя параллельные резонансные контуры, которые соединены последовательно и подключены к источнику переменного напряжения 18.

Вибратор работает следующим образом. Электромагниты 8 и 9, обмотки которых 12 и 15 подключены к источнику переменного напряжения 18 через конденсаторы 16 и 17, образуют двухтактный низкочастотный электромагнитный вибратор. Электромагниты 10 и 11 с обмотками 13 и 14, которые аналогично подключены к источнику переменного напряжения 18 через конденсаторы 16 и 17, также образуют двухтактный электромагнитный вибратор. Однако, в силу того, что обмотки 12, 13 и 14, 15 этих вибраторов соединены параллельно и, следовательно, напряжения на них одинаковые, рассмотренные два двухтактных вибратора синхронизированы. Емкости конденсаторов 16 и 17 выбраны таким образом, что при некотором промежуточном зазоре между якорем и полюсами каждого электромагнита в цепи его питания возникает резонанс напряжений. При подаче напряжения на обмотки электромагнитов в силу неустойчивости исходного состояния, начинается притяжение, например, якоря 4 к полюсам электромагнита 8. Ток в обмотке 12 возрастает, т.к. из-за уменьшения воздушного зазора между якорем 4 и полюсами электромагнита 8 в цепи его питания происходит настройка на резонанс. Одновременно воздушный зазор между якорем 5 и полюсами электромагнита 9 возрастает, и ток в обмотке 15 уменьшается из-за расстройки резонанса. Увеличение тока в обмотке 12 и его уменьшение в обмотке 15 приводит к соответствующему увеличению усилия со стороны электромагнита 8 и уменьшению усилия со стороны электромагнита 9. Таким образом возникает вращающий момент, приводящий к угловому перемещению коромысла 2 с закрепленными на нем якорями, по часовой стрелке. По мере дальнейшего движения после прохождения якорем 4 промежуточного зазора, при котором возникает резонанс напряжений, тяговое усилие электромагнита 8 начинает уменьшаться. Однако при этом возрастает противодействующее усилие со стороны деформиро- ванных упругих элементов 3, которое при некотором значении воздушного зазора начинает превышать значение тягового усилия со стороны электромагнита 8, что приводит к отталкиванию якоря 4 от его полюсов, и одновременно к приближению якоря 5 к полюсам электромагнита 9. В цепи его питания, так же как и в предыдущем случае, происходит настройка на резонанс

(а в цепи питания электромагнита 9 - расстройка), что вызывает увеличение тягового усилия электромагнита 9 и уменьшение усилия электромагнита 8. Возникающий при

этом момент приводит к вращению коромысла 2 против часовой стрелки. По мере его движения резонансное состояние в цепи питания электромагнита 9 расстраивается, его тяговое усилие уменьшается, но

0 возрастает противодействующее усилие со стороны упругой системы 3, что приводит к отталкиванию якоря 5 от электромагнита 9, Таким образом, возникают устойчивые угловые колебания подвижной части с частотой,

5 равной собственной частоте колебаний.

Так как действия электромагнитов 8, 11 и 9, 10 синхронизированы за счет параллельного соединения их обмоток, то это приводит к увеличению мощности рассмат0 риваемого вибратора, а также к статической разгрузке опоры, вокруг которой коромысло 2 совершает угловые колебания, что повышает точность отработки колебаний подвижной части.

5В случае включения по схеме фиг.2, емкости конденсаторов 16 и 17 выбираются так, что в процессе притяжения якорей 5 и 6 электромагнитами 9 и 10 при некоторое промежуточном зазоре происходит настрой0 ка на резонанс токов в контуре, образованном обмотками 12 и 13 и конденсатором 16 Это увеличивает напряжение Ua на этих обмотках, и, следовательно, противодействующую силу электромагнитов 8 и 11. Од5 повременно с этим происходит расстройка резонанса токов в контуре, образованное обмотками 14 и 15 и конденсатором 17, чтс вызывает уменьшение напряжения Ui и следовательно, тянущего усилия электро

0 магнитов 9 и 10. Это приводит к изменении: направления движения подвижной части Затем процессы повторяются с той лиил разницей, что при обратном движении по движной части происходит настройка на ре

5 зонанс токов в контуре с обмотками 14 и 15 и расстройка резонанса токов в контуре обмотками 12 и 13. Таким образом в систем также возникают устойчивые колебания частотой ниже частоты питающей сети.

0Итак, за счет периодического синхрон

ного возникновения и расстройки резонан сных состояний в накрест лежащи: электромагнитах 8, 11 и 9, 10 в систем возникают устойчивые угловые колебани;

5 подвижной части с частотой, равной собст венной частоте колебаний механическо1 системы, т.е. с частотой ниже частоты пита ющей сети. Закрепление коромысла 2 н, упругой системе с возможностью вращени: вокруг неподвижной центральной оси и со

ответствущее расположение электромагнитов обеспечивает повышение точности отработки колебаний подвижной части.

Формула изобретения 1. Двухтактный электромагнитный вибратор, содержащий два электромагнита переменного тока, ферромагнитный якорь, жестко связанный с подвижной частью, упругая система подвески подвижной части, причем обмотки электромагнитов соединены с конденсаторами и образуют два одинаковых резонансных контура, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем повышения точности отработки колебаний подвижной части при обеспечении углового перемещения с частотой ниже частоты питающей сети, он снабжен неподвижным основанием, дополнительными ферромагнитными якорями и двумя дополнительными электромагнитами переменного тока с обмотками, а подвижная часть выполнена в виде коромысла из немагнитного материа0

5

0

5

ла, закрепленного в подвеске с возможностью вращения вокруг неподвижной оси, по обеим сторонам которой на противоположных концах коромысла закреплены по два ферромагнитных якоря, а два основных и два дополнительных электромагнита закреплены на неподвижном основании по разные стороны коромысла в плоскости его вращения, причем, обмотки противоположных накрест лежащих электромагнитов сое динены параллельно.

2.Вибратор по п. 1,отличающий- с я тем, что каждый конденсатор включен последовательно с обмотками противопс ложных накрест лежащих зтехтрсмагн, тов, а образованные последовательные резонансные контуры соединены параллельно.

3.Вибратор по п. 1, о т л м ч о ю щ и и - с я тем, что каждый конденсатор включен параллельно с обмотками противоположных накрест лежащих электромагнитов, а образованные параллельные резонансные контуры соединены последовательно.

Использование: в виброперемешиваю- щих устройствах, вибростендах, виброситах и т.д. Сущность изобретения: подвижная часть выполнена в виде неферромагнитного коромысла 2, закрепленного на упругой системе 3 с возможностью вращательного движения вокруг неподвижной центральной оси, с двух сторон которого на диаметрально противоположных концах закреплено по два ферромагнитных якоря 4, 5 и 6, 7, а соответствующие им электромагниты 8-11 установлены на неподвижном основании 1, причем обмотки противоположных накрест лежащих электромагнитов 12, 13 и 14, 15 соединены параллельно и через последовательно включенные конденсаторы 16,17 подсоединены к источнику переменного напряжения 18. За счет периодического синхронного возникновения и расстройки резонансных состояний в накрест лежащих электромагнитах 8, 11 и 9, 10 в системе возникают устойчивые угловые колебания подвижной части 2 с собственной частотой колебаний механической системы, которая ниже частоты питающей сети. Коромысло 2 на упругой системе 3 повышает точность колебаний. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. СО С

-Tft

Фиг.

Фиг. 2