Способ измерения характеристик электромагнитных механизмов Советский патент 1993 года по МПК H02K41/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для аттестации электромагнитных механизмов с подвижным сердечником.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение технологии измерения.

На фиг.1 показана схема электромагнитного механизма; на фиг.2 - показана схема действия сил в точке А при движении подвижного элемента вверх; на фиг.З показана схема действия сил в точке А при движении подвижного элемента вниз; на фиг.4 приведены значения равнодействующей сил, измеренных в разных точках в пределах зубцового деления линейного шагового двигателя при перемещении подвижного элемента вверх и вниз; на фиг.5 приведены значения осевой электромагнитной силы при различных положениях подвижного элемента, полученные по фиг.4; на фиг.6 приведены значения силы трения при различных положениях подвижного элемента, полученные из фиг.4.

Способ измерения характеристик электромагнитных механизмов осуществляют следующим образом.

Подвижный элемент 1 (см, фиг.1), нагруженный силой Q, перемещают на величину Ах в одном направлении (вверх) и в точке А измеряют значение равнодействующей осевых сил Pi (см.фиг.2). Затем производят перемещение подвижного элемента на величину Дх в обратном направлении (вниз)

00

JV

Os N

(вниз) и измеряют в этой же точке А равнодействующую всех осевых сил Р. (см.фиг.З) Так кок

Pi Q + Рэл + FTp,

а Р2 Q + Рэл - FTp, ToFrp (Pi-Pa),

Рэл 3(Pi + P2)-Q.

Таким образом, измерив значения рав- нодействующих осевых сил при движении подвижного элемента в разных направлениях, осевое электромагнитное усилие в точке А можно определить как полусумму равнодействующих за вычетом осевой нагрузки, а силу трения -как полуразность равнодействующих.

Аналогично определяют электромагнитное осепое усилие и силу трения в других точках, например, в точках В и С, по ходу подвижного элемента электромагнитного механизма. Например, в электромагните можно определить указанные силы в различных точках рабочего хода плунжера, а в линейном шаговом двигателе достаточно определить указанные усилия в ряде точек на величине зубцового деления, так как при дальнейшем перемещении якоря указанные значения силы трения и осевого электромагнитного усилия будут повторяться. Количество измеряемых точек может быть любым. Данные измерений в каждой точке при движении подвижного элемента могут обрабатываться с помощью ЭВМ.

Пример осуществления способа.

Определяли характеристики четырех- фазного линейного шагового электродвигателя. Подвижный элемент (якорь) имел зубцовое деление 32 мм. Определялась статическая характеристика, т.е. зависимость статического усилия (осевого электромагнитного усилия) от величины рассогласования зубцов якоря и статора при определенном значении тока в обмотке управления фазы. Статор двигателя укреплял- ся на платформе в вертикальном положении. К нижней части якоря крепилась система противовесов. Общая масса противовесов и якоря составляла 100 кг. К верхней части якоря укреплялся динамо- метр, связанный с винтовой парой, жестко укрепленной на платформе. Перемещение якоря регистрировалось с помощью измерительного устройства (например, линейки), фаза двигателя запитывалась постоянным током 5 А, соответствующим току тормозного режима двигателя. С помощью винтовой пары якорь перемещался вверх на 4 мм.При

этом динамометром измерялась равнодействующая всех сил в точке,соответствующей перемещению якоря на 2 мм. Затем с помощью винтовой пары якорь опускался на 4 мм. При этом проводилось измерение равнодействующей всех сил в той же точке. Далее якорь перемещался на 8 мм и опускался на 4 мм. При подъеме и опускании производились измерения равнодействующих в точке, отстоящей на 6 мм от первоначального положения якоря. Затем эти операции повторялись при перемещении якоря соответственно на 12, 16, 20, 24, 28 и 32 мм, а измерения производились указанным способом в точках, отстоящих от первоначального крайнего нижнего, исходного положения якоря на 10, 14, 18, 22, 26 и 30 мм. Кривые равнодействующих при перемещении якоря вверх и вниз приведены на фиг.4 (кривая а соответствует перемещению якоря вверх, кривая б- перемещению якоря вниз). На основании этих зависимостей по приведенным выше формулам построена зависимость осевого электромагнитного усилия и силы трения от перемещения якоря на величине зубцового деления (см. фиг.5 и 6)..

Таким образом совокупность отличительных признаков, изложенных в формуле, позволяет получить положительный эффект, т.е. реализовать цель изобретения. Исключение хотя бы одного из этих признаков нарушает единство изобретения; Так, исключение признака перемещение подвижного элемента в обратном направлении не позволяет определить электромагнитное усилие и силу трения с требуемой точностью, так как в этом случае измеряется только равнодействующая.

Формула изобретения Способ измерения характеристик электромагнитных механизмов, включающий перемещение нагруженного по оси подвижного элемента и измерение равнодействующей сил, действующих на него, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения технологии измерения, производят перемещение подвижного элемента в обратном направлении и измерение равнодействующей сил, при этом измерения при прямом и обратном ходе производят в одной и той же точке, а осевое электромагнитное усилие определяют как полусумму равнодействующих за вычетом осевой нагрузки, а силу трения - как полуразность равнодействующих.

Использование: для аттестации электромагнитных механизмов с подвижным сердечником. Сущность изобретения состоит в том, что с целью повышения точности и упрощения технологии измерения, производят перемещение подвижного элемента в обратном направлении и измерение равнодействующей сил, при этом измерения при прямом и обратном ходе производят в одной и той же точке, а осевое электромагнитное усилие определяют как полусумму равнодействующих за вычетом осевой нагрузки, а силу трения - как полуразность равнодействующих. В результате повышается точность и упрощение технологии измерений электромагнитных механизмов за счет того, что сила трения определяется непосредственно, а не на основе табличных Значений к.п.д. подвижного элемента о подшипники скольжения, который меняется в процессе перемещения, а также из-за изменения внешних условий. 6 ил. & fe