Электродинамический вибратор Советский патент 1982 года по МПК B06B1/04 

(5) ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР

1

Изобретение относится к вибрацион ной технике, а именно к электродина- . мическим возбудителям колебаний, и , может найти применение в качестве источника механических колебаний в стендах для виброиспытаний и моделирования.

Известен электрбдинамический вибратор, содержащий магнитопровод с обмоткой подмагничивания, подвижную цилиндрическую катушку, установленную в воздушном зазоре магнитопровода, задающий генератор, два сумматора, усилитель тока, два блока дифференцирования и цепь обратной связи с датчиком положения подвижной катушки и блоком обратной связи иJ.

Однако известным вибратором нельзя задавать испытуемому объекту усилия, изменяющиеся по закону, определяемому задающим генератором.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод с обмоткой подмагничивания, установленную в воздушном зазоре магнитопровода подвижную цилиндрическую катушку, длина которой больше длины воздушного зазора, задающий генератор, подключенный к подвижной катушке через последовательно соединенные первый и второй сумматоры и усилитель тока, а

10 также цепь обратной связи, состоящую из последовательно соединенных датчика положения подвижной катушки и блока обратной связи, выход которого подключен к второму входу вто15рого сумматора С21.

Кроме того, вибратор содержит два последовательно соединенных блока дифференцирования, выходы каждого из которых подключены к входам первого сумматора, а выход датчика положения подвижной катушки подключен к входу первого блока дифферен3цирования и к входу первого сумматора. Этот вибратор позволяет формировать силовое воздействие на объект изменяющееся по закону, определяемому задающим генератором, но томность такого формирования относител но невысока и не соответствует пред являемым требованиям. Целью изобретения является повышение точности формирования заданного силового воздействия на испыту емый объект. Указанная цель достигается тем, что в электродинамичесий вибратор, содержащий магнитопровод с обмоткой подмагничивания, установленную в воздушном зазоре магнитопровода под вижную цилиндрическую катушку, длин которой больше длины воздушного зазора, задающий генератор, подключенный к подвижной катушке через последовательно соединенные первый и бторой сумматоры и усилитель тока цепь обратной связи, состоящую из последовательно соединенных датчика положения подвижной катушки и блока обратной связи, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, дополнительно введены блок формирования модели-эталона вибратора, два выпрямителя, два фильтра, два элемента сравнения и усилитель с регулируемым коэффициен том усиления, причем выход задающего генератора через усилитель с регулируемым коэффициентом усиления подключен ко входу блока формирования модели-Эталона, а через последовательно соединенные первый выпрямитель и первый сглаживающий фильтр - к одному входу первого элемента сравнения, ко второму вход которого подключен через последовательно соединенные второй выпрямитель и второй сглаживающий фильтр выход блока формирования моделиэталона, а выход первого элемента сравнения соединен с управляющим входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, подключенного своим выходом к одному входу второго элемента сравнения, к второму входу которого подключен выход второго сумматора, а выход второго элемента сравнения и его второй вхо соединень соответственно с вторым и третьим входами первого сумматора. 4 На чертеже представлена структурная схема электродинамического вибратора. Электродинамический вибратор содержит магнитопровод 1 с обмоткой 2 подмагничивания, подключенной к источнику 3 постоянного тока, подвижную цилиндрическую катушку k с платформой и испытуемым объектом 5 на ней, задающий генератор 6, первый сумматор 7, второй сумматор 8, усилитель тока 9, датчик 10 положения подвижной катушки, блок 11 обратной связи, усилитель 12 с регулируе-мым коэффициентом усиления, блок 13 формирования модели-эталона вибратора, первый и второй 15 выпрямители, первый 1б и второй 17 сглаживаюи ие фильтры, первый 18 и второй 19 элементы сравнения. Выход задающего генератора 6 подключен к первому входу первого сумматора 7, выход которого через второй сумматор 8 и усилитель тока 9 подключен к подвижной катушке . Выход задающего генератора 6 подключен через усилитель с регулируемым коэффициентом усиления 12 к одному входу второго элемента 19 сравнения, к другому входу которого подключен выход второго сумматора 8, а выход второго элемента сравнения 19 и его второй вход соединен соответственно со вторым и третьим входами первого сумматора 7. Выход задающего генератора 6 через первый выпрямитель It и первый сглаживающий фильтр 16 подключен к одному входу первого элемента 18 сравнения, к второму входу которого через последовательно соединенные блок 13 формирования модели-эталона, второй выпрямитель 15 и второй сглаживающий .фильтр 17 подключен выход усилителя 12. Выход первого элемента 18 сравнения подключен к управляющему входу усилителя 12. Датчик 10 положения подвижной катушки жестко связан с платформой, а его Выход через блок 11 обратной связи подключен ко второму входу второго сумматора 8. Усилитель 12 с автоматически регулируемым коэффициентом усиления определяет независимость сигнала на входе блока 13 формирования модели-эталона от изменения величины напряжения на выходе задающего генератора 6. Блок формирования модели-эталона 13 представляет собой функциональный преобразователь сигнала, формирующий передаточную функцию вибратора без учета влияния испытуемого изделия. Кроме того, блоком 13 осуществляется коррекция коэффициента усилителя 12 при наличии различных дестабилизирующих факторов и поддержание постоянным его выходного сигнала. Элемент 19 сравнения формирует разность сигналов, поступающих с выходов усилителя 12 и второго сум матора 8. Цепь обратной связи, состоящая из датчика 10 положения подвижной катушки и платформы вибратора и блока 1.1 обратной связи, служит для создйния электромагнитной подвески подвижной системы. Подвижная катушка с цилиндриче кой обмоткой подвергается действию электромагнитной силы, пропорционал ной току на выходе усилителя Эй магнитной индукции, создаваемой .обмоткой 2 подмагничивания. I Элемент сравнения 18 служит для формирования разности выпрямленного блоком 1 и сглаженного блоком 16 напряжения с выхода задающего генер тора 6 и выпрямленного блоком 15 и сглаженного блоком 17 напряжения с выхода блока 13 формирования модели эталона. Устройство работает следующим образом. На выходе задающего генератора 6 формируется сигнал, пропорциональный силе, которую нужно передавать испытуемому объекту. Сигнал поступает на вход сумматора 7 и. через сумматор 8 - на усилитель тока 9, который создает ток в обмотке подвижной катушки k, обеспечивающий возникновение силы, действующей на подвижную часть вибратора. Кроме того, на вход сумматора 7 поступает сигнал с выхода элемента сравнения 19, который формирует разность напряжения, пропорционального величине сигнала на входе усил теля тока 9 и напряжения, пропорционального величине сигнала на входе блока 13 формирования моделиэталона. На третий вход сумматора 7 посту пает сигнал, пропорциональный величине сигнала на входе усилителя тока 9. Таким образом, на выходе сумматора 7 формируется напряжение, при котором перемещение подвижной части вибратора соответствует пропорциональности напряжения на выходе зада ющего генератора силе, действующей на испытуемый объект. Изобретение позволяет повысить точность отработки заданных режимов силового воздействия при испытании объектов на вибропрочность, виброустойчивость и вибронадежность, что необходимо для получения более достоверной информации о качестве испытываемых изделий. Формула изобретения Электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод с обмоткой подмагничивания, установленную в воздушном зазоре магнитопровода: подвижную цилиндрическую катушку,длина которой больше длины воздушного зазора, задающий генератор, подключенный к подвижной катушке через последовательно соединенные первый и второй сумматоры и урилитель тока, цепь обратной связи, состоящую из последовательно соединенных датчика положения подвижной катушки и блока обратной связи, выход KOTQporo подключен ij второму входу второго сумматора, отличающийся тем, что,с целью повышения точности формирования заданного силового воздействия на испытуемый ббъект, в него дополнительно введены блок формирования модели-эталона вибратора, два выпрямителя, два фильтра, два элемента сравнения и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, при чем выход задающего генератора под-ключен через усилитель с регулируемым коэффициентом усиления ко входу блока формирования модели-эталона, а через последовательно соединенные первый выпрямитель и первый сглаживающий фильтр - к одному входу первого элемента сравнения, к второму входу которого подключен через последовательно соединенные второй выпрямитель и второй сглаживаияций фильтр выход блока формирования модели эталона, а выход первого элемента 7 сравнения соединен с управляющим входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, подключенного своим выходом к одному входу второго элемента сравнения, к втор му входу которого подключен ыход второго сумматора, а выход второго элемента сравнения и его второй вход соединены соответственно с 8 вторым и третьим входами первого сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. В 06 В I/O, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР № 623585, кл. В Об В ,1977 (прототип).

i&