Электродинамический вибратор Советский патент 1980 года по МПК B06B1/04 

; , . 1 . . Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано при разработке устройств для вибрационных испытаний.

Известны электродинамические вибраторы с подвеской, жесткость которой может регулироваться механически йутем для настройки на резонанс 1 и 2.

Однако эти устройства сложны в регулировке.

..Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности электродинаМический вибратор, содержащий ко.пьцевОй постоянный магнит, подвижнук) .систему с силовой катушкой, располо. женной в магнитном зазоре, задающий генератор, усилитель сигнала.и усилитель мощности , подключенный к си ловой катушке 3.

Недостатком этого вибратора является узкий рабочий диапазон частот из-за невозможности плавной регулировки жесткости системы, .4 Цель изобретения - расширение рабочего диапазона частот путем Обеспечения регулирования жесткости подвески подвижной системы.

Это достигается тем, что в вибратЬр введены акселерометр, закрепленный на подвижной системе вибратора, блок двойного интегрирования, подключенный к акселерометру, исумматор, причем усилитель сигнала выполнен с регулируемым Коэффициентом усиления и входом соединен с блоком двойного интегрирования, а выходом с сумматором, ко второму входу которого подключен задающий генератор,

а к выходу - усилитель мощности.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого электродинамического вибратора.

Вибратор состоит из подвижной

системы X,, к которой прикреплен акселерометр 2, соединенный через блок 3 двойного интегрирования с усилителем 4 сигнала. Задающий генератор 5 и усилитель 4 сигнала

присоединены к сумматору 6, который подключен к усилителю 7 мощности, питающему силовую катушку 8, помещенную в зазоре постоянного магнита 9 .

Устройство работает следующим образом.

С акселерометра 2 при кол ебаниях . идет электрический сигнал пх, пропорциональный ускорению X подвижной

системы вибратора 1 (где п - коэффициент преобразования акселерометра) . Этот- сигнал поступает на блок 3 двойного интегрирования, который совершает двойное интегрирование, и с его выхода идет сигнал , пропорциональный колебательному смещению подвижной системы вибратора (здесь суммарный коэффициент преобразования акселерометра и интегратора). При этом и в дальнейшемпредлагается что полоса пропускания всех, электронных устройств (блок двойного интегрирования, усилитель, сумматор, усилитель мощности) значительно шире частот, в которой осуществляется регулировка жесткости подвески, что технически довольно легко ёыполнимо, так как частотные свойства электронных устройств лучше, чем у механических систем. Таким образом, передаточные функции электронных устройств можно считать чисто действительными. Этот сигнал усиливается усилителем 4 сигнала с коэффициентом усиления Hg до значения п n,j X и поступает на вход сумматора 6, на второй вход которого поступает напряжение Up от задающего генератора 5. С выхода сумматора идет электрический сигнал Dpi . Знак плюс или минус здесь получается путем подключения сигнала от усилителя 4 Сигнала к прямому илиИнвертирующему входу сумматора 6. Этот сигнал усиливается усилителем 7 мощности с коэффициентом усиления п до значения U n.jUp ± njnj,njX и поступает в силовую катушку 8 вибратора.

Уравнение движения подвижной системы вибратора имеет, вид

тх -ь гх + kx I, (1)

где m - масса подвижной системы вибртора;.

г - коэффициент силы трения подвески вибратора; k - жесткость подвески; х,х,х - ускорение, скорость и пере мещйние подвижной системы

вибратора;

Л - коэффициент электромеханической связи вибратора; I - ток в силовой катушке вибратора.

Уравнение для электрической цепи сгилов.ой катушки в предположении, что протекает гармонический ток, имеет вид

(2)

- х I(R+R + ito L) ,

-к

R - выходное сопротивление усилителя мощности; сопротивление силовой катушки

индуктивность силовой катушки и

и i п . п п X, (3)

где и -напряжение усилителя мощности.

Из уравнений (2) и (3) определяется ток в силовой катушке

т - Пз Ur t n n ,,

R + i 00 Lt, H) Подстановка этого выражения в уравнение (1) после преобразований дает

Va

.. / - V5 mxv г+S xt Kt

(5)

WL

V .lwL к

1%

Из вновь полученного уравнения видно, что полная (приведенная) (Жесткость подвески вибратора теперь выражается в виде

°К ±.,- . (6)

R + i о. Ly; т.е. становится управляемой за счёт изменения коэффициентов усиления усилителей.

5 Таким образом, предлагаемый электродинамический вибратор имеет плавную регулировку жесткости подвески путем изменения коэффициентов усиления усилителей при высокой 0 надежности регулирования.

Формула изобретения Электродинамический вибратор, содержащий кольцевой постоянный магнит, подвижную систему с силовой катушкой, C расположенной в магнитном зазоре, задающий генератор, усилитель сигнала и усилитель мощности, подключенный к сило.вой катушке, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот 0 путем обеспечения регулирования жесткости подвески подвижной системы, в него введены акселерометр, закрепленный на подвижной, системе вибратора, блок ДВОЙНОГО интегрирования, 5 подключенный к акселерометру, и сумматор, причем усилитель сигнала выполнен с регулируемым коэффициентом усиления и входом соединен с блоком двойного интегрирования, а.выходом - с сумматором,ко второму входу которого подключен задающий генератор, а к выходу - усилитель мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 5 1. Авторское свидетельство СССР №70815, кл. В Об В 1/04, 1946.

2.Авторское свидетельство СССР №188089, кл. В 06 В 1/04, 1964.

3.Авторское свидетельство СССР 0 №178536, кл. В 06 В 1/04,- 1964

(прототип).