Pierwszenstwo: Opublikowano: 20.Y.1968 55075 KI. 21 d1, 23 MKP H02k A?)/\QO CZYIELKIA TfKD Urzedy Polanlw^nn Wspóltwórcy wynalazku: inz. Wieslaw Datkowski, Edward, Piega Wlasciciel patentu: Instytut Lotnictwa, Warszawa (Polska) Wzbudnik elektrodynamiczny drgan mechanicznych Przedmiotem wynalazku jest wzbudnik elektro¬ dynamiczny drgan mechanicznych zlozony z nie¬ ruchomego magnesu trwalego i ruchomej cewki wzbudzajacej, przeznaczony do wytwarzania sily zmiennej co do jej wartosci i czestosci.Znane wzbudniki elektrodynamiczne, na przy¬ klad oparte na zasadzie oddzialywania stalego po¬ la magnetycznego na przewodnik przez który- przeplywa prad, wytwarzaja zmienna sile, jed¬ nakze bez mozliwosci zmiany wartosci skladowej stalej w przypadku generowania sily tetniacej.Wzbudnik* taki posiada obwód magnetyczny z cylindryczna szczelina powietrzna, w której umieszczona jest ruchoma cewka wzbudzajaca, natomiast na magnesie trwalym umieszczona jest cewka kompensacyjna. W ten sposób uzwojenie cewki kompensacyjnej znajduje sie stosunkowo daleko od uzwojenia cewki wzbudzajacej, co ma mniej skuteczny wplyw na zjawisko kompensacji.Natomiast pomiar drgan odbywal sie poprzez in¬ stalowanie na badanej konstrukcji dodatkowego elementu czujnika drgan, co z reguly utrudnialo przebieg badan.Wedlug wynalazku unika sie tych niedogodnosci w ten sposób, ze wzbudnik posiada urzadzenie do regulacji skladowej stalej sily wzbudzajacej zlo¬ zone z ruchomego gniazda i pokretla, przy czym ruch wzdluzny gniazda jest proporcjonalny do róznicy skoków gwintów laczacych pokretlo z gniazdem z jednej strony i pokretlo z korpusem 10 15 20 25 30 wzbudnika z drugiej strony. Ponadto we wzbud¬ nik wbudowano znany czujnik drgan stanowiacy jego stala czesc skladowa, a cewke kompensacyj¬ na wklejono w szczeline zwory magnetycznej, co daje maksymalne zblizenie jej do cewki wzbu¬ dzajacej.Konstrukcja przedstawionego wzbudnika jest wiec bardziej uniwersalna od dotychczas stoso¬ wanych, rozszerzajaca znacznie zakres stosowal¬ nosci, a pod wzgledem eksploatacyjnym bardziej wszechstronna i wygodniejsza.Tytulem przykladu wynalazek zostal zilustro¬ wany na rysunku, który przedstawia wzbudnik w przekroju podluznym wzdluz jego osi symetrii.Jak pokazano na rysunku, wzbudnik posiada uklad wzbudzajacy skladajacy sie z obwodu mag¬ netycznego — w którego sklad wchodzi magnes trwaly 1, korpus 2, zwora 3 i nabiegunnik 4 — oraz cewki wzbudzajacej 5 nawinietej na karka¬ sie 6. Karkas 6 wraz z cewka wzbudzajaca 5 umieszczony jest w szczelinie cylindrycznej po¬ miedzy nabiegunnikiem 4 i cewka kompensacyj¬ na 7, która jest wklejona w otwór zwory 3 two¬ rzacy szczeline.Trzpien 8 z osadzonym na nim karkasem 6 po¬ laczony jest z korpusem 2 za pomoca sprezyn górnej 9 i dolnej 10, gwarantujacych mu swobo¬ de ruchu wzdluznego. Sprezyna górna 9 polaczona jest z korpusem 2 poprzez gniazdo 11 i pokretlo 12. Pokretlo 12 nakrecone jest na gniazdo 11 5507555075 i korpus 2, przy czym gniazdo 11 zabezpieczone jest przed obrotem za pomoca kolków 13 tworza¬ cych prowadnice wzdluzna gniazda 11.Skok gwintu laczacego pokretlo 12 z gniazdem 11 jest wiekszy od skoku gwintu laczacego po¬ kretlo 12 z korpusem 2. Na korpusie 2 i pokretle 12 znajduja sie podzialki mikrometryczne. Wzbud¬ nik wyposazony jest w czujnik drgan, skladajacy sie z karkasu 14 z nawinieta cewka 15, umieszczo¬ nych na trzpieniu 8 oraz dodatkowego obwodu magnetycznego zlozonego z magnesu 16, nabiegun- nika 17 i zwory 18.Dzialanie wzbudnika oparte jest na oddzialywa¬ niu stalego pola magnetycznego na przewodnik (cewke 5), przez który plynie zasilajacy wzbudnik prad elektryczny. W takim ukladzie, parametry drgan mechanicznych cewki 5 wzbudnika, sa sci¬ sle zalezne od odpowiednich parametrów pradu zasilajacego cewke 5. I tak, czestosc drgan równa jest czestosci drgan elektrycznych pradu, a sila elektrodynamiczna wprawiajaca w ruch cewke 5 jest proporcjonalna do wartosci pradu.Uklad wzbudzajacy ma za zadanie wytworzenie zmiennej sily mechanicznej i przekazanie jej po¬ przez uklad drgajacy na badany element. Zada¬ niem cewki kompensacyjnej 7 jest skompensowa¬ nie tetnien pola magnetycznego i zmniejszenie in- dukcyjnosci cewki wzbudzajacej 5. Wskutek tego w duzym obszarze czestosci, opornosc pozorna uzwojen wzbudnika, jest praktycznie stala.Uklad drgajacy ma za zadanie przeniesienie zmiennej sily z cewki wzbudzajacej 5 na badany element. Obie sprezyny górna 9 i dolna 10 dobra¬ ne sa i ustawione w ten sposób, ze ich wstepne naciagi znosza sie równowazac jednoczesnie cie¬ zar ukladu drgajacego, który zajmuje wtedy polo¬ zenie srodkowe. W takim ukladzie sprezyn sila uzyskiwana ze wzbudnika ma przebieg sinusoidal¬ ny, a jej skladowa stala równa jest zero.Po odwróceniu sprezyny górnej 9 naciagi spre¬ zyn sumuja sie i wtedy sila uzyskiwana ze wzbudnika ma charakter tetniacy o skladowej stalej róznej od zera. Ruch pokretla 12 pozwala na plynna regulacje skladowej stalej sily wzbudzaja¬ cej, przy czym pionowe przemieszczenie gniazda 11 a tym samym i naciag sprezyny 9 jest zalezny od róznicy skoków obu gwintów: gniazda 11 i korpusu 2. Polozenie gniazda odczytuje sie z po¬ dzialki i noniusza naniesionych na korpusie 2 i pokretle 12.W przypadku gdy uklad drgajacy obciazony jest 20 dodatkowo masa (np. ciezarem skalowanego czuj¬ nika) daje to mozliwosc sprowadzenia go do po¬ lozenia srodkowego. Odbywa sie to na drodze zmiany naciagu sprezyny górnej 9. Czujnik ma za g zadanie mierzyc predkosci drgan trzpienia wzbud¬ nika, co jest równoznaczne z pomiarem predkosci drgan wywolujacych ruch trzpienia. Jesli ruch trzpienia wywolany, zostanie, ukladem wzbudzaja¬ cym wzbudnika czujnik bedzie mierzyl predkosci generowanych przez wzbudnik drgan.Natomiast, gdy trzpien zostanie wprawiony w ruch z postronnego zródla drgan, czujnik be¬ dzie mierzyl predkosci drgan tego zródla. Przej¬ scie od predkosci drgan do przemieszczen czy przyspieszen wymaga zastosowania dodatkowego ukladu calkujacego lub rózniczkujacego.Pozwala to wtedy, na bezposrednie generowa¬ nie drgan o okreslonych przemieszczeniach czy przyspieszeniach, lub bezposrednie wyznaczanie przemieszczen czy przyspieszen badanych drgan.Konstrukcja przedstawionego wzbudnika jest bar¬ dziej uniwersalna od dotychczas stosowanych, rozszerzajaca znacznie zakres stosowalnosci, a pod wzgledem eksploatacyjnym bardziej wszechstron¬ na i wygodniejsza. PL