Магнитогидродинамическое устройство Советский патент 1981 года по МПК H01H53/08 

(54) МАГНИТОГИИРОДИНАМИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к электротехнике, а именно к области электроаппаратостроения, предназначено для измерения угловых ускорений и может быть использовано в схемах управления электроприводом в условиях повышенной взрывоопасности, в частности электроприводом рудничных подъемных установок. Известен датчик угловых ускорений, основанный на принципе электрического дифференцирования, содержащий тахогенератор, напряжение кото рого через выпрямитель поступает на дифференцирующую ЯС-цепочку/ напряже ние, пропорциональное ускорению привода, вьщеляется на резисторе, затем сравнивается с згщанной величиной, и сигнаш рассогласования поступает на электронный усилитель UJ Описанное устройство содержит ряд электрических элементов, поэтому при применении во взрывоопасных средах,требуется заключение его во взрывозгицитную оболочку, что затрудняет его изготовление. Использование его без взрывозащитной оболочки недопустимо по правилам безопасности. Наиболее близким по технической сущности является магнитогидролинам ческое устройство, содержащее два сосуда с электропроводящей жидкостью, соединенные посредством магнитогидро-. динамического насосали датчик уровня жидкости ГзЗнедостатком указанного устройства является невозможность использования его в качестве датчика угловых ускорения,что ограничивает его функционгшьные возможности. Целью изобретения является расширение функционгшьнык возможностей. Поставленная цель достигается благодаря тому, что устройство снабжено другим магиитогидродинамическим насосом, третьим СОСУДОМ с электрйпроводящей жидкостью и дросселем, причем магнитогидродинамические иасосы соединены гидравлически последовательно через один из сосудов, являющийся для указанных магнитогидродинамическйх сосудов общим, датчик уровня жидкости установлен на указанном общем сосуде, а дроссель размещен в одном из сосудов. На чертеже схематически изобраикено магнитогидродинамическое устройство. Магнитогидродинамическое устройство содержит МГД-насосы 1 и 2, которые развивают одинаковое электромагнитно давление при одинаковой скоро.стн вра щения их роторов. Гидросистема МРДнасоса 2 имеет большее гидросопротив ление, чем гидросистема МГД-насоса 1 за счет дросселя 3. Датчиком уровня жидкости в общем для обеих гидро,систем соруде 4 является сильфон 5. Поверхности жидкости в сосудах 6 и 7 в принципе, могут оставаться свободнь1ми, однако с целью герметизации, сосуды 6 и 7 также снабжены сильфонами 8 и 9. Вся гидросистема полностью заполнена электропроводящей жидкостью (ртутью, гг длием или его спла вами и т.д.} Устройство работает следующим образом. Врвщение от контролируемого элект ропривода (на чертеже условно показан электродвигатель) переедается по кинематической цепи ротором МГД-насо сов, которые механически связаны меж ду собой. При этом в МГД-насосах возникает электромагнитное давление вызывающее перемещение жидкости в со судах. Если рассматривать угловую скорость вращения роторов МГД-насос Ш в качестве входной величины, а координату жидкости в сосуде 4 - в качестве выходной координаты, то пер даточная функция каждого из мгд-насосов с учетом инерционных потерь и потерь давления на гидросопротивлен ях имеет вид: .)где К - коэффициент, связывающий UL и X в установившемся режиме Т - постоянная времени, с; fe - коэффициент демпфирования, зависящий от гидросопротивления гидросистемы насоса. Так как МГД-насосы соединены гидравлически последовательно через общий сосуд, то по отношению к нему они оказываются работакицими встречно Поэтому передаточная функция уровня жидкости в сосуде 4 по входной величине ш равна разности: г , МГД-насосы 1 и 2 идентичны во все ПОЭТОМУ , . однако учитывая то, что в одном из МГД-насосов установлен дроссель, его гидро сопротивление будет отличаться от . глдросопротивления другого МГД-насоса, а следовательно ,j ,. ..т P- i-Tap -lf H К(Р) К i ( J )(,1Т-ри) , . (.-fo)P (){тара 2,тр) Из последнего выражения следует, что при соответствующем выборе параметров гидix)cиcтeм МГД-насосов всегда можно добиться того,, что дингилические свойства магнитогидродинамического устройства будут близки к свойствам реального дифференцирующего звена. Поэтому уровень жидкости в общем сосуде 4 будет пропорционален угловому ускорению роторов МГД-насосов, следовательно угловому ускорению контролируемого электропривода. Изменение уровня жидкости в сосуде 4 соответствует растяжению или сжатию сильфона 5, который в свою очередь при превышении ускорения привода допустимого значения воздействует на механизм управления предохранительным тормозом. При указанном на чертеже стрелками направлении электромагнитного давления МГЛ-насосов положительному ускорению привода соответствует сжатие сильфона 5, отрицательному ускорению (замедлению) - растяжение сильфона 5. Если направление электромагнитного давления изменить на противоположное положительному .ускорению будет соответствовать растяжение, замедлению сжатие сильфона. Предлагаемое МГД - устройство обладает новой функциональной возможностью - возможностью измерять угловое ускорение. Это обеспечивается за счет введения дополнительного МГД-насоса, в котором размещен дроссель, а также особым включением насосов и раз1 ющением датчика уровня на общем сосуде. Именно эти элементы, взятые в совокупности, позволили реализовать требуемую передаточную-функцию, то есть достичь цели изобретения. Кооме того, хотя в устройстве и использована электропроводящая жидкость, источники искрения отсутствуют,- устройство полностью герметизировано и поэтому может работать во взрывоопасных средах. Отсутствие подверженных износу механических деталей делает устройство надежным при длительной эксплуатации. Формула изобретения Магнитогидродинамическое устройсто, содержгицее два сосуда с электропроодящей, жидкостью, соединенные пос едством магнитогидродинамического наоса, и датчик уровня жидкости, отичающееся тем, что, с целью асширения функциональных возможносей, оно снабжено другим магнитогидроинамическим насосом, третьим сосу(ом с электропроводящей жидкостью и росселем, причем магнитогидродинамиеские насосы соединены гидравлически