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

рого состоит из одной неподвижной и двух подвижных частей только при измерении величины рабочего зазора между неподвижной и подвижной частями.

Однако указанное устройство имеет еледующие недостатки: сложность следящей системы, поддерживающей постоянство зазора между нодвижными частями исследуемого электромагнита, что значительно снижает точность измерений тяговых усилий в рабочих зазорах и отсутствие возможности восироизводнть тяговые характеристики при изменении зазора между подвижными частями.

Целые изобретеиия является расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности измерений при исследовании электромагнитных систем, имеющих несколько рабочих зазоров.

Указанная цель достигается тем, что неиодвижное основание, предназначенное для кренлення одной из подвижных частей электромагнита среднего якоря снабжено направляющими, по которым могут перемещаться основание, предназначенное для кренления другой подвижной части электромагнита крайнего якоря, и основание, предназначенное для крепления неподвижной части электромагнита (ярма). Указанные основания снабжены приводными механизмами и измерительными элементами, например ноннусами, по которым производится установка заданной величины рабочих воздушных зазоров и калибровка датчиков хода, измеряющих рабочие зазоры исследуемого электромагнита.

Изменение воздушного зазора между ярмом и средним якорем исследуемой электромагнитной системы достигается перемещением ярма (неподвижной части) относительно закрепленного на неподвижном оеиовании среднего якоря (средг{ей нодвижиой части). Требуемый по условиям -жсперимента зазор между якорями (подви.жпыми чаетями) достигаетея перемещением крайнего якоря, закрепленного на подвижном основании, относительно среднего якоря, закрепленного на неподвижном основании. В нроцесее экенеримента зазор может оставаться неизменным, либо изменяться с требуемой скоростью в зависимости от того, какая тяговая характеристика необходима исследователю. Так как ноетояиство рабочего воздушного зазора между якорями достигается тем, что подвижное оенование, на котором закренлен крайний якорь, просто не перемен1ается в момент изменения рабочего воздушного зазора между ярмом и средн1;м якорем, то надобность в сложной следяпхей системе по поддержапИЮ неизменности величины заданного рабочего зазора между якорями отпадает, так как якоря остаются просто неподвижными, а движется только ярмо.

На чертеже изображено устройство для

определения статических тяговых характеристик двухзазорного электромагнита.

Ярмо 1 (неподвижная часть) и крайний якорь 2 (одна из подвижных частей) исследуемой электромагнитной системы с помощью упругих элементов 3-6 прикрепляютея к подвижным оенованиям 7 и 8. Рабочие воздушные зазоры между ярмом I и средним якорем 9 и другой подвижной частью, а также между крайним якорем 2 и средним якорем 9, установленным на неподвижном оеновании 10, могут изменяться путем перемещения либо оенования 7, либо основания 8 по направляющим 11, которыми снабжено неподвижное оенование 10, предназначенное для крепления среднего якоря 9. Перемещение оснований 7 и 8 на заданную величину осуи1ествляется вннтовымн передачами 12 и 13 еоответетвенно. На упругих элементах 3 и 6 расположены тензометричеекие датчики 14 и 15, которые через усилители 16 и 17 нодключены к регистрирующим приборам 18 и 19 соответетвенно. В качестве регистрирующих приборов могут быть использованы двухкоординатные самоннщущие милливольтметры, в качестве усилителей - усилители ностоянного тока типа НА-1.

Для измерения величины исследуемых рабочих зазоров используются датчики 20 и 21 хода, которые подключаются к усилителю 22 переключателем 23, что позволяет воспроизводить основные тяговые характеристики при изменении этого или другого рабочего воздушного зазора.

Нодвижные оенования 7 и 8 могут уетапаЕливатьея на заданном расстоянии от неподвижного оенования 10 или перемещаться относительно последнего с заданной скоростью с 1юмощью приводных MexaniBMOtt, СОСТОЯНИЯХ из мяховнчков (или электродвигателей) 24 и 25 и винтовых нередач 12 и 13, енабже:;ных нзмерительнымн элементами 26 и 27 соответетвенко; в качестве измерительного элемента может быть иснользован нониус с ценой деления 0,01 мм.

Устройство работает следующим образом.

В соответствии с программой эксперимента на обмотки ярма 1, якоря 2 и якоря 9 подается напряжение соответствующей велнчины. Под действием электромагнитных усилий упругие элементы 3 и 4 с закрепленными на нихтензодатчиками 14 деформируются, величииа этой деформации, а следовательно, и величина выходных сигналов, выдаваемых тензодатчиками 14, пропорциональна равнодействующей сил, приложенных к ярму I. При его взаимодейетвии с якорями 2 и 9 на крайний якорь 2 действует электромагнитная сила, возникающая в зазоре между средним 9 и крайним 2 якорями и соответствующая начальному тяговому усилию при срабатываНИИ двухзазорного электромагнита, что приводит к возникновению деформации упругих элементов 5 и 6 с закрепленными на них тензодатчиками 15. Выходной сигнал, выдаваемый тензодатчиками 15, будет пропорционален деформации упругих элементов 5 и 6 и начальному тяговому при срабатывании двухзазорного электромагнита. Таким образом соответствующая калибровка измерительных комплектов, состоящих из тензодатчиков 14, усилителя 16, датчика хода 20 и регистрирующего прибора 18, а также из тензодатчиков 15, усилителя 17, датчика хода 20, подключаемого к усилителю 22 переключателем 23, и регистрирующего прибора 19, позволяет воспроизвести при заданном зазоре между средним 9 и крайним 2 якорями зависимость,/,( §9-1; 9-2 const), (1) F, --: /, (9-2; Sg-i; 89-2 const), (2) где F - воспроизведенная на регистрирующем приборе 18 зависимость электромагнитной силы Pg-i между ярмом 1 и якорями 9 и 2 при изменении зазора бд-г, /2 - воспроизведенная на регистрирующем приборе 19 зависимость электромагнитной силы 9-2 между якорем 2 и якорем 9 при изменении зазора бд-ь бд- - воздушный зязор между ярмом 1 и средним якорем 9 исследуемой электромагнитной системы; зазор изменяется при снятии зависимостей вида (1) и (2) посредством перемещения ярма 1, закрепленного на подвижном основании 7, относительно установленных заранее на расстоянии якорей 9 и 2; - воздущный зазор между средним якорем 9 и крайним якорем 2. При снятии зависимостей (1) и (2) зазор остается неизменным. Если зазор оставлять неизменным, заранее заданным, т. е. оставлять неподвижным основание 7 с закрепленны.м на нем ярмом 1, а основание 8 с закрепленным на нем якорем 2 перемещать относительно якоря 9, т. е. изменять в требуемых пределах зазор 69-2, то можно снимать с помощью ранее указанных измерительных комплектов зависимости /3 (9-2; §9-2; Sg-i COnSt), (3) (9-2; 39-2; : const),(4) где РЗ-воспроизведенная на регистрирующем приборе 18 зависимость электромагнитиого усилия Pg-i, возникающего между ярмом 1 и средним якорем 9 и зависящего от величины воздушного зазора бд-а между якорями 9 и 2. В процессе эксперимента зазор изменяется посредством передвижения основания 8 с закрепленным на нем якорем 2 по направляющим 11 неподвижного основания 10, на котором закреплен средний якорь 9; зазор 69-2 измеряется атчиком хода 21, подключаемым к усилиелю 22 через переключатель 23, датчик хода 20 при этом отключается, так как в процессе эксперимента при снятии зависимостей вида (3) и (4) зазор 69-1 остается неизменным; р4 - воспроизведенная на регистрирующем приборе 19 зависимость нача.тьного тягового усилия Рд-2, возникающего между якорями 2 и 9 и зависящего от величины зазора бд-2Использование описываемого технического по регулировке величины зазора между ярмом 1 и якорями 9 и 2, а также введение в устройство новых элементов неподвижного основания 10, направляющих 11, по которым передвигаются узлы установки ярма 1 и якоря 2 исследуемого электромагнита, и переключателя 23 позволяет упростить общую схему в части поддержания неизменности геометрической структуры исследуемой электромагнитной системы с несколькими зазорами, вследствие чего повышаются быстрота и точность измерений, и достичь возможности исследования статических тяговых характеристик как при изменении рабочего зазора между ярмом и якорями, так и при изменении рабочего зазора только между якорями исследуемой электромагнитной системы с несколькими рабочими зазорами. Формула изобретения Устройство для определения статических тяговых характеристик двухзазориого электромагнита, содержащее два подвижных основания, связанные приводными механизмами, упругие элементы для крепления одной подвижной части электромагнита на одном из подвижных оснований, датчики положения и связанные с упругими элементами тензометрические датчики, подключенные через усилители к регистрирующим приборам, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерения, устройство снабжено неподвижным основанием для установки другой подвижной части электромагнита, выполненным с направляющими, неподвижное основание расиоложено между двумя подвижными, другое подвижное основание предназначено для установки неподвижной части электромагнита, оба подвил ных основания установлены с возможностью перемещения по направляющим неподвижного основания и снабжены измерительными элеме 1тами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 320836, кл. Н 01F 7/13, 1970. 2 Авторское свидетельство СССР № 164362, G 05В 23/02, 1963.

СССР 3. Авторское свидетельство № 318069, кл. Н 01F 7/13, 1970,