Устройство для определения статических тяговых характеристик двухзазорного электромагнита Советский патент 1979 года по МПК G05B23/02 H01F7/13 

Целью изобретения является расширение функциональных возлюжностей и повышение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что средняя подвижная часть исследуелюго двухзазорного электромагнита закрепляется на подвижном основании, снабженном направляющими, по которым перемещается узел установки крайней подвижной части электромагнита, снаблсенный приводным механизмом и отсчетным устройством, например, по которому производится измерение рабочего воздушного зазора между подвижными частями исследуемого электромагнита и калибровки датчика хода крайней подвижной части. Кроме того, два тензодатчика установлены таким образом, что подвергаются деформациям, противоположным но знаку; между собой тензодатчики соединены последовательно и через усилитель подключены к регистрирующе.му прибору. Датчики, измеряющие величину исследуемых рабочих воздушных зазоров, подключаются к регистрирующим приборам через переключатель и усилитель. На чертеже изображено устройство для онределения статических тяговых характеристик двухзазорного электромагнита. Подвижные части 1 и 2 исследуемой электромагнитной системы с номощью унругих элементов 3-6 прикрепляются к подвижному основанию 7 и узлу установки 8 подвижной части 2 таким образом, что между ненодБижной частью 9 п нодвил ной чаетью 1, а также между подвижными частями 1 и 2 магнитной системы образуются воздушных зазора, величина которых может изменятьея путем перемещения основания 7 или узла установки 8 с помощью приводных механизмов, состоящих из электродвигателей 10, И и винтовых передач 12, 13; приводной механизм узла установки 8 снабжен измерительным устройством 14; в качестве измерительного устройства может быть иснользован нониус с ценой деления 0,01 мм. На упругих элементах 3 и 6 закреплены тензодатчики 15 и 16, которые через усилители 17, 18 соединены с регистрирующими нриборами 19 и 20 соответственно. В качестве регистрирующих приборов могут быть применены двухкоординатные самопишущие милливольтметры типа ПДС-021; в качестве усилителей - усилители постоянного тока типа ПА-1. Тензодатчики 21 и 22 соединены между собой последовательно и установлены на унругих элементах 4 и 5 таким образом, что подвергаются деформациям противоположного знака; через усилитель 23 тензодатчики 21 и 22 подключаются к регистрирующему прибору 24. Для измерения величины исследуемых рабочих зазоров иепользуются датчики 25 и 26 хода, которые с помош,ью переключателя 27 через усилитель 28 подключаются к регистрирующим нрибо)ам 19, 20 и 24, что позволяет с по.мощ1ио последппх воспроизводить все тяговые характеристики в обоих рабочих зазорах. 5зел становки 8 перемещается по направляющи.м 29 основания 7. Устройство работает следующпм ооразо.м. На обмотки чаетей 1, 2 и 9 псслед емоги электромагнита подается напряжение. Под действием электромагнитных усили;: уп)угне элементы 3 и 4 с закрепленными на них тензодатчиками 16 и 2i деформируются; величина этой деформацнн, а следова.гел15но, и величина сигналов, выдаваемых тензодатчиками 16 и 21 нроиорциональкы равнодействующей сил, нрнложенных к подвижной части 1 в обоих зазорах; на подвижную часть 2 действует электромагнитная си.та, возникающая в зазоре подвижными частями 1 и 2, что нрИБОДиг к возникновению деформации упругих элементов 5 и 6 с закренленными на них тензодатчиками 15 и 22; теизодатчик 22 установлен на упругом элементе 5 таким образом, что подвергается дефор.мацш, противоположной но знаку деформации тензодатчика 21; так как тензодатчпки 21 и 22 включены носледовательно, суммарный cniнал, поступающий с усилителя 23 на регистрирующий ирибор 24 будет пропорционален электромагнитному усилию в зазоре между частями 9 и 1 электромагнита, из.менение которого осуществляется неремещением подвижного осиования 7 электродвигателем 10 с номощью винтовой передачи 12; велпчина рабочего зазора между частя.ми 9 и 1 электромагннта измеряется датчико.м 26 хода, который через нереключатель 27 подключается к усилителю 28 и далее к двухкоординатным регистрирующим приборам 19, 20 и 24. Таки.м образом, соответствующая калибровка измерительного комплекта, состоящего из тензодатчиков 21 и 22, усилителя 23, датчика 26 хода подвижной чаети 1, усилителя 28 и регистрирующего прибора 24 позволяет восироизвест при заданном зазоре между нодвижными частями 1 и 2 зависимость: FJ :-/,(P9-i; cg.i; Oj , - COnst),(1) где FI - воспроизведенная на регистрирующем приборе 24 зависимость силы тяги Рд-1 между неподвижной частью 9 и нодвил ной частью 1 исследуемого электромагнита при именении зазора бд-ь бэ- - зазор между иодвижной частью 1 и неподвижной частью 9 электромагнитной системы; 6i-2 - рабочий зазор между подвижными частями 1 и 2 в процессе эксперимента остается неизменным. При получении зависимости (1) величин зазора устанавливается путем перемещения узла установки 8 но направляющим 29 нодвижного основания 7 приводным мсханизмом, состоящим из электродвигателя 11 и винтовой передачи 13, и измеряется измерительным етройством 14; в процессе эксперимента зазор остается постоянным.

При изменении зазора бэ-ь как уже указывалось ранее, с датчика 16 через усилитель 18 выдается сигнал, пропорциональный равнодействующей сил, приложенных к части 1 в обоих зазорах, а датчик 26 выдает на регистрирующий прибор 20 сигнал, пропорциональный перемещению подвижной части 1, что позволяет с помощью регистрирующего прибора 20 получить зависимость вида

f fi(9-i,2; f9 i; i-2 const), (2)

где FZ - воспроизведенная на приборе 20 зависимость силы тяги между неподвижной частью 9 и подвижными частями 1, 2 при изменении зазора 69-1; 9-1,2 - равнодействующая сил, приложенных к подвижной части 1. Соответствующий сигнал, выдаваемый тензометрическим датчиком 15 поступает на один вход двухкоординатного самописца 19, а на другой вход этого самописца поступает сигнал с датчика 26. Таким образом, прибор 19 воспроизводит кривую зависимости силы в зазоре между подвижными частями 1 и 2 от величины рабочего воздущного зазора бд-ь

f, /3 (fi-r, 09-1; - const), (3)

где з - воспроизведенная на регистрирующем приборе 19 зависимость силы тяги Pi-2 между подвижными частями 1 и 2 исследуемого электромагнита при изменении зазора бэ-ь зазор между подвижными частями 6i-2 остается постоянны.м; PI-Z - равнодействующая сил притяжения между нодвижными частями 1 и 2.

Как было указано ранее, неизменность геометрической структуры исследуе.мой магнитной систе.мы (постоянство зазора между подвижными частями 1 и 2) при изменении зазора достигается тем, что узел установки подвил ;ной части 2 электромагнита установлен на направляющих 29 подвижного основания 7 и перемещается вместе с ним; при этом надобность использования следящей системы отпадает и, следовательно, исключаются погрещности в измерениях, вносимые ею.

Переключатель 27 позволяет исследовать не только функциональные зависимости вида:

( fVi--const) (4)

6 /5 (,2; 2i- 2; 09 I const) (5)

f,- /,(1-2; -1-2; 09-1 const), (6)

где F - воспроизведенная регистрирующим прибором 24 зависимость силы тяги Pg-i при изменении зазора б)-2 между подвижными чаетями 1 и 2; 69-1 - зазор между неподвижной частью 9 и подвижной частью 1; при снятии функциональных зависимостей F4, FS и остается постоянным; 6i-2 - зазор между подвижными частями 1 и 2; в процессе эксперимента изменяется вследствие перемещения нодвижной части 2

исследуемого электромагнита, измерение зазора осуществляется датчиком 25 хода; калибровка датчика осуществляется устройством 14,

/s - воспроизведенная регистрирующим

прибором 20 зависимость силы тяги 9-1,2 между неподвижной частью 9 и частя.ми 1 и 2 при изменении зазора .

FQ - воспроизведенная регистрирующим прибором 19 зависимость силы тяги PI-Z

между подвижными частями 1 и 2 исследуемого электромагнита при изменении зазора б 1-2.

Р1спользование новых элементов подвижного основания с направляющими, по которым передвигается узел установки крайней и подвижной части исследуемого электромагнита, измерительного узла приводного .механизма узла установки, переключателя и комплекта датчик хода, усилитель, регистрирующий прибор, позволяет упростить общую схему в части поддержания неизменности геометрической структуры исследуемого двухзазорного электро.магнита, вследствие чего повышается быстрота и

точность измерений; достичь возможности исследовать все статические тяговые характеристики двухзазорных электромагнитов.

Формула и 3 о б р е т е н и я

Устройство для определения статических тяговых характеристик двухзазорного электро.магнита, содержащее упругие элементы для крепления гюдвижных частей э.чектромагиита на подвижных элементах, по крайней мере, один из которых представляет собой подвижное основание, связанных с приводными механиз.мами, датчики положения и связанные с упругими элементами тензометрические датчики, подключенные через усилители к регистрирующим приборам, отличающееся тем, что, с целью повышения функциональных возможностей и повыщения точности измерений, подвнжное

оеновапие, предназначенное для установки одной из подвижных частей электромагпита, выполнено с направляющими, на которых установлен дополнительно введенный в уетройство узел установки другой подвижной части электромагнита, снабженный измерительным элементом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское евидетельство СССР

№ 320836, кл. Н 01F 7/13, 1970. 2. Авторское свидетельство № 164362, кл. G 05В 23/02, 1963. СССР

СССР 3. Авторское свидетельство Л 318069, кл. Н GIF 7/13, 1970.

з