ГЛАВЭЛЕКТРОПРИБОРа Советский патент 1968 года по МПК G01R1/00 

УСТРОЙСТВО МАГНИТНОЙ ПОДВЕСКИ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может найти применение везде, где требуется стабилизация какого-то физического параметра, преобразованного в переменный ток.

Известные конструкции магнитных подвесок на переменном токе, основанные на подвешивании в магнитном поле катушки индуктивности ферромагнитного тела, характеризуются вибрацией ферромагнитного тела относительно постоянной составляющей силы притяжения.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что оно содержит две катушки индуктивности с ферромагнитными сердечниками, два фазовращательных моста, два ферромагнитных тела, находящихся в магнитных полях катущек, систему автоматического регулирования величиной питающего фазовращательные мосты и нагрузку переменного напряжения и датчик положения магнитной подвески. При этом катушки индуктивности помещены параллельно друг другу на одном уровне в вертикальном положении, а под их сердечниками в пространстве расположены ферромагнитные тела, связанные жестко между собой горизонтальным немагнитным стержнем, одна из промежуточных точек которого соединена с датчиком его положения. Одна катущка индуктивности подключена к выходу индуктивного фазовращательного моста, обеспечивающего отставание по фазе на 45° выходного его напряжения от напряжения питания, а другая катущка индуктивности подключена к выходу емкостного фазовращательного

моста, обеспечивающего опережение по фазе па 45° выходного его напряжения от напряжения питания, при этом входы фазовращательных мостов включены параллельно выходу автоматической системы регулирования величины переменного напряжения, связанного с датчиком положения подвещенного в пространстве горизонтального стержня с ферромагнитными телами па концах. Это отличие позволяет исключить вибрацию точки магнитной

иодвески.

На чертеже представлена схема описываемой магнитной подвески на переменном токе. Схема содержит две идентичные по параметрам катушки индуктивности 1 н 2 с ферромагнитными сердечниками, находящиеся на одном уровне; подвещенный в магнитном поле горизонтальный стержень 3 с отверстием или фиксированной точкой 4 в центре и сферическими ферромагнитными телами 5 и 6 на

концах, расположенными под сердечниками катущек / и 2; фазовращающий мост 7, состоящий из двух катущек индуктивности 8, 9 и двух сопротивлений 10, 11; фазовращающий мост 12, состоящий из двух конденсаторов 13 НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ

клеммы 17 магнитной подвески, к которым приложено переменное напряжение питания t/Bx магнитной подвески.

Работа схемы заключается в следующем.

Приложенное к клеммам 77 переменное напряжение t/Bx подводится одновременно к точкам 18, 19, 20 и 21 фазовращающих мостов 7 к 12. С точек 22 и 23 снимается переменное напряжение i/i, отстающее по фазе на 45° от напряжения Uax а с точек 24 vi 25 - переменное напряжение U, опережающее по фазе на 45° напряжение 17вх. Но если напряжение Ui отстает на 45° от напряжения UBX, а напряжение U опережает на 45° напрял ение t/Bx, то между собой напряжения Ui и Uz сдвинуты по фазе на 90°. Следовательно, и катушки индуктивности 1 и 2 питаются, соответственно, напряжениями Ui и LJ, сдвинутыми по фазе на 90°.

В силу идентичности электрических и конструктивных параметров катушек 1 и 2, токи в каждой катушке будут отставать от соответствующего питающего напряжения на один и тот же угол. Значит сдвиг фаз между токами в катушках 7 и 2 также равен 90°. Следовательно, и магнитные потоки, создаваемые этими токами, также сдвинуты по фазе друг относительно друга на 90°. Это значит, что если в одной катушке магнитный поток достигает максимума, то в другой катушке он проходит через нуль и наоборот.

Взаимодействие магнитных полей катушек (сдвинутых по фазе на 90°) с ферромагнитными телами 5 и & на концах стерлшя сЗ приводит к колебанию данного стержня относительно горизонтального положения вокруг точки 4 как вокруг неподвижного центра. Следовательно, стержень 5 колеблется вокруг неподвижной точки 4 в направлении стрелок 26 в пределах какого-то определенного центрального угла 27, условно ограниченного на схеме пунктирными линиями 28.

Точка 4 на стержне 3 находится строго посередине между ферромагнитными телами 5 и 6 только в случае идентичности катушек 1 и 2. При любом различии параметров данных катушек на стержне 5 всегда имеется одна геометрическая точка, не подверженная вибрации. Например, если магнитное поле катушки 1 сильнее магнитного поля катушки 2, то точка 4 перемещается по стержню 3 в сторону катушки 2 и смещается тем сильнее, чем больше разница в магнитных полях. Практически добиться строгой идентичности параметров катушек почти невозможно, поэтому положение точки 4 на стержне 3 определяется экспериментально по нулевой величине вибрации. К данной точке и привязывается датчик положения магнитной подвески (на схеме датчик не показан).

действующая на стержень 3, компенсируется силой магнитного притяжения его к катушкам / и 2. Датчик положения стержня 3 воздействует на систему автоматического регулирования величиной напряжения таким образом, чтобы все время держать висящий в пространстве горизонтальный стержень 3 в заданном положении, т. е. система автоматического регулирования величиной напряжения

B3t действует так, чтобы воспрепятствовать приближению стержня 3 к катушкам 7 и 2 или удалению от них. Если стержень 3 отклоняется от своего номинального положения, то равновесие между силой магнитного притяжения и силой тяжести стержня 5 нарушается, равнодействующая этих сил уже не равна нулю, и стержень стремится либо приблизиться к катушкам 1 w. 2, либо удалиться от них, в зависимости от знака отклонения. Это стремление к отклонению стержня от нормального

своего положения фиксируется датчиком полол ения, который через систему автоматического регулирования воздействует на величину t/gx таким образом, чтобы скомпенсировать его отклонение и привести стержень 3 в нормальное оптимальное положение.

Предмет изобретения Устройство магнитной подвески на переменном токе, основанное на подвешивании в магнитном поле катушки индуктивности ферромагнитного тела, отличающееся тем, что, с целью исключения вибрации точки магнитной подвески, оно содержит две катушки индуктивности с ферромагнитными сердечниками, два фазовращательных моста, два ферромагнитных тела, находящихся в магнитных полях катушек, систему автоматического регулирования величиной питающего фазовращательные мосты и нагрузку переменного напряжения и датчик положения магнитной подвески, при этом катушки индуктивности помещены параллельно друг другу на одном уровне в вертикальном положении, а под их сердечниками в пространстве расположены ферромагнитные тела, связанные жестко между собой горизонтальным немагнитным стержнем, одна из промежуточных точек которого соединена с датчиком его положения, причем одна катушка индуктивности подключена к выходу индуктивного фазовращательного моста, обеспечивающего огставание по фазе на 45° выходного его напряжения от напряжения питания, а другая катушка индуктивности подключена к выходу емкостного фазовращательного моста, обеспечивающего опережение по фазе иа 45° выходного его напряжения от напряжения питапия, при этом входы фазовращательных мостов включены параллельно выходу автоматической системы регулирования величины переменного напряжения, связанного с датчиком положения подвешенного в пространстве горизонтального стержня с ферромагнитными телами на концах.

20 t2

/4