ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ВОЗБУДИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ ДЕТАЛЕЙ Советский патент 1973 года по МПК F15B21/12 

1

Изобретение касается испытаний деталей, в частности вибрационных испытаний деталей, например лопаток газотурбинного двигателя.

Известны высокочастотные пневматические возбудители колебаний деталей, содержащие установленные на одном валу пусковой электродвигатель постоянного тока и приводной синхронный электродвигатель переменного тока, соединенные через мультипликатор с профилированным диском для модуляции направленной на испытуемую деталь струи сжатого воздуха, и систему управления синхронным электродвигателем с генератором синусоидальных электрических сигналов и усилителем мощности.

Однако эти возбудители колебаний отличает малая устойчивость регулирования частоты питания синхронного электродвигателя и сложность процесса введения его в сипхронизм.

Целью изобретения является повышение устойчивости регулирования и упрощение процесса ввода синхронного электродвигателя в синхронизм.

Для этого в возбудителе колебаний система управления синхронного электродвигателя снабжена индукционным датчиком оборотов, механически соединенным с валом электродвигателей и электрически, через фазовращатель и избирательный усилитель - с усилителем мощности.

На чертеже приведена блок-схема предложенного пневматического возбудителя колебаний.

Он снабжен источником 1 постоянного нанряжения, служащим для питания пускового двигателя 2 постоянного тока, вал которого жестко связан с валом нриводного синхронного двигателя 3 и через мультипликатор 4 соединен с модулирующим диском 5, установленным между иснытуемой деталью 6 и сонлом 7. Подвод сжатого воздуха к соплу 7 осуществляется через регулировочный вентиль 8.

Вал приводного синхронного двигателя 3 жестко связан с ротором индукционного датчика оборотов 9, имеющего число пар полюсов, равное числу пар полюсов синхронного двигателя 3. Обмотка статора датчика оборотов 9 электрически связана через фазовращатель 10 и избирательный усилитель 11 со входом усилителя мощности 12. Рабочие обмотки приводного синхронного электродвнгателя 3 нодсоединены к выходу усилителя мощности 12 через блок синхронизации 13.

Высокочастотный нневматический возбудитель колебаний работает следующим образом.

После постановки на вал мультипликатора 4 модулирующего диска 5 с числом прорезей, обеспечивающим возбуждение детали на заданной форме колебаний, запускают двигатель 2 постоянного тока. Выход на нужное число оборотов осуществляется нзменением напряжения источника постоянного тока 1, подаваемого на двигатель постоянного тока.

Напряжение, индуцированное датчиком оборотов 9, через фазовращатель 10, избирательный усилитель 11, настроенный на частоту, вырабатываемую датчиком оборотов, и усилитель мощности 12 поступает на блок сипхронизации 13.

Далее подключаются рабочие обмотки синхронного двигателя 3 к выходу усилителя мощности 12 с помощью блока синхронизации 13. Предварительно необходимо согласовать уровни и фазы переменного напряжения, индуцируемого в синхронном двигателе (работающем в режиме генератора) и задаваемого системой; индукционный датчик оборотов 9, фазовращатель 10, избирательный усилитель 11 и усилитель мощности 12.

Величины напряжений согласуются путем изменения нанряження на обмотке возбуждения синхронного двигателя и изменением величины коэффициента -усиления усилителя мощности. Фазы согласуются с помощью фазовращателя.

После подключения рабочих обмоток синхронного двигателя к выходу усилителя мощности двигатель постоянного тока 2 отключается от источника питания 1. При этом частота и фаза на синхронном двигателе определяются частотой и фазой сигнала индукционного датчика оборотов.

После подачи воздуха через регулировочный кран 8 и сопло 7 вибратор настраивается на резонансный режим иснытуемой детали 6 путем смещения резонансного ника избирательного усилителя 11.

Для увеличения оборотов двигателя смешают резонансный пик избирательного усилителя 11 в сторону увеличения частоты. Смещение резонансного пика избирательного усилителя приводит к опережению фазы его выходного сигнала относительно входного, в результате чего вектор магнитного поля статора синхронного двигателя смещается относительно вектора поля его ротора вперед по направлению вращения. При этом возникает добавочный электромагнитный момент, который увеличивает число оборотов ротора до величины, соответствующей новой настройке избирательного усилителя 4.

Для уменьшения оборотов двигателя резонансный пик избирательного усилителя смещают в сторону уменьшения частоты. Это смещение приводит к отставанию фазы его выходного сигнала относительно входного, в результате вектор магнитного поля статора синхронного двигателя смещается относительно вектора поля его ротора в сторону, противоположную направлению вращения ротора. При этом электромагнитный момент двигателя уменьшается, что приводит к снижению числа оборотов ротора до величины, соответствующей новой настройке избирательного усилителя.

Предмет изобретения

Высокочастотный пневматический возбудитель колебаний деталей, например лопаток газотурбинного двигателя, содержащий установленные на одном валу пусковой электродвигатель постоянного тока и приводной синхронный электродвигатель переменного тока, соединенные через мультипликатор с профилированным диском для модуляции направленной на испытуемую деталь струи сжатого воздуха, и систему управления синхронным электродвигателем с усилителем мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости регулирования и упрощения процесса ввода синхронного электродвигателя в синхронизм, система управления снабжена индукционным датчиком оборотов, механически соединенным с валом электродвигателей, и электрически, через фазовращатель и избирательный усилитель, с усилителем мощности.