RU2074487C1

RU2074487C1 - Magnetoelectric transducer

Info

Publication number: RU2074487C1
Application number: RU94028423A
Authority: RU
Inventors: И.Х. Хайруллин; И.Ф. Янгиров
Original assignee: Уфимский государственный авиационный технический университет
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1994-07-27
Publication date: 1997-02-27
Also published as: RU94028423A

Abstract

FIELD: vibration engineering. SUBSTANCE: two identical conducting spiral springs 2 are placed in two parallel air gaps of magnetic system 3 with opposing flux densities and rigidly fixed on common through shaft 4 free to perform torsional vibrations. Springs 2 suffer opposing torques ob one end and are rigidly fixed on other end to case 1. Power leads of each spiral 3 are connected through half-wave rectifier so that each spiral 3, when connected to AC power supply, passes only one half-cycle of current and operates for twisting. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в магнитоэлектрических преобразователях. The invention relates to vibration technology and can be used in magnetoelectric converters.

Известен магнитоэлектрический преобразователь [1] содержащий прямоугольный корпус-магнитопровод, постоянные магниты и магнитопроводящую пружину с подвижным элементом, где магнитопроводящая пружина выполнена плоской спиральной и размещена в зазоре между постоянными магнитами, установленными жестко разноименными полюсами на внутренней стенке корпуса, пружина внутренним концом закреплена на неподвижной оси между магнитами, а внешним концом связана с подвижным элементом, имеющим возможность линейного перемещения по направляющей преобразователя, а также на концах пружины имеются электрические выводные концы, предназначенные для подключения к управляемому источнику тока. Недостатком известного магнитоэлектрического преобразователя является низкая надежность конструкции, обусловленная тяжелым режимом работы пружины (циклические нагружения и работа на раскручивание). Known magnetoelectric transducer [1] containing a rectangular casing-magnetic core, permanent magnets and a magnetically conductive spring with a movable element, where the magnetically conductive spring is made flat spiral and is placed in the gap between the permanent magnets mounted rigidly opposite poles on the inner wall of the housing, the spring with the inner end mounted on a fixed axis between the magnets, and the outer end is connected with a movable element that can linearly move along the guide rail The browser, as well as at the ends of the spring, have electrical output ends for connecting to a controlled current source. A disadvantage of the known magnetoelectric transducer is the low reliability of the design, due to the heavy duty spring (cyclic loading and work on unwinding).

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является магнитоэлектрический преобразователь [2] содержащий постоянные магниты, закрепленный на магнитопроводящих пружинах якорь и катушку с обмоткой управления, где один из упомянутых магнитов закреплен неподвижно с торцевой части катушки и снабжен полосными наконечниками, а магнитопроводящие пружины изогнуты в виде петли, одни ветви которых размещены с внешней стороны катушки с обмоткой управления и прилегают к полюсным наконечникам неподвижного постоянного магнита, а другие расположены внутри катушки и между ними закреплен подвижный постоянный магнит, причем оба постоянных магнита обращены друг к другу разноименными полюсами, а также неподвижный постоянный магнит разделен на два постоянных магнита, которые размещены по обе стороны неподвижного постоянного магнита, причем все магниты расположены в одной плоскости. Недостатком известного магнитоэлектрического преобразователя является низкая надежность конструкции, обусловленная тяжелым режимом работы пружины (циклическое нагружение и работа на раскручивание). The closest technical solution adopted for the prototype is a magnetoelectric converter [2] containing permanent magnets, an anchor and a coil with a control winding mounted on magnetically conducting springs, where one of the magnets is fixed motionless from the end of the coil and equipped with strip tips, and the magnetically conducting springs are curved in the form of a loop, some branches of which are placed on the outside of the coil with a control winding and are adjacent to the pole pieces of a fixed permanent magnet, and d The others are located inside the coil and a movable permanent magnet is fixed between them, both permanent magnets facing each other with opposite poles, and the stationary permanent magnet is divided into two permanent magnets that are placed on both sides of the stationary permanent magnet, all magnets are located in one plane . A disadvantage of the known magnetoelectric transducer is the low reliability of the design, due to the heavy duty of the spring (cyclic loading and work on unwinding).

Цель изобретения повышение надежности конструкции преобразователя. The purpose of the invention is to increase the reliability of the design of the Converter.

Поставленная цель достигается тем, что в известном магнитоэлектрическом преобразователе, содержащем прямоугольный корпус-магнитопровод, постоянные магниты и электропроводящую пружину, выполненную в виде плоской спиральной пружины и размещенную в воздушном зазоре между постоянными магнитами, в отличие от прототипа две идентичные электропроводящие спиральные пружины расположены в двух параллельных воздушных зазорах магнитной системы с противоположно направленными магнитными индукциями и установлены жестко на одной сквозной оси, имеющей возможность совершать крутильные колебания, причем пружины направлены друг к другу противодействующими моментами, а другие концы спирали жестко связаны с корпусом, электрические выводные концы каждой спирали подключены через полупроводниковый выпрямитель так, что каждая спираль при подключении к источнику переменного тока пропускает только один полупериод и работает на закручивание. This goal is achieved by the fact that in the known magnetoelectric transducer containing a rectangular casing-magnetic core, permanent magnets and an electrically conductive spring, made in the form of a flat spiral spring and placed in the air gap between the permanent magnets, in contrast to the prototype, two identical electrically conductive coil springs are located in two parallel air gaps of the magnetic system with oppositely directed magnetic inductions and are mounted rigidly on one through axis, and with the possibility of torsional vibrations, the springs being directed towards each other by opposing moments, and the other ends of the spiral are rigidly connected to the body, the electrical output ends of each spiral are connected through a semiconductor rectifier so that each spiral passes only one half-cycle when connected to an AC source and works to twist.

На фиг. 1 представлен магнитоэлектрический преобразователь; на фиг.2 - разрезы А-А и Б-Б с электрическими соединениями. In FIG. 1 shows a magnetoelectric converter; figure 2 - sections aa and bb with electrical connections.

Магнитоэлектрический преобразователь содержит прямоугольный корпус-магнитопровод 1, постоянные магниты 2 и электропроводящую пружину 3, выполненной в виде плоской спиральной пружины и размещенную в воздушном зазоре между постоянными магнитами 2. Две идентичные электропроводящие спиральные пружины 3 расположены в двух параллельных воздушных зазорах магнитной системы 2 с противоположно направленными магнитными индукциями и установлены жестко на одной сквозной оси 4, имеющей возможность совершать крутильные колебания, причем пружины 3 направлены друг к другу противодействующими моментами, а другие концы спирали жестко связаны с корпусом 1, электрические выводные концы 5,6 каждой спирали 3 подключены через выпрямительные полупроводники 7,8 так, что каждая спираль 3 при подключении к источнику переменного тока пропускает только один полупериод и работает на закручивание. The magnetoelectric transducer contains a rectangular casing-magnet 1, permanent magnets 2 and an electrically conductive spring 3 made in the form of a flat spiral spring and placed in the air gap between the permanent magnets 2. Two identical electrically conductive coil springs 3 are located in two opposite air gaps of the magnetic system 2 with the opposite directed magnetic induction and mounted rigidly on one through axis 4, with the ability to perform torsional vibrations, and the spring 3 n opposed to each other, and the other ends of the spiral are rigidly connected to the housing 1, the electrical output ends 5.6 of each spiral 3 are connected through rectifier semiconductors 7.8 so that each spiral 3, when connected to an AC source, passes only one half-cycle and works on twisting.

Магнитоэлектрический преобразователь работает следующим образом. Magnetoelectric Converter operates as follows.

При подключении к источнику переменного тока концов 5,6 по спиральной пружине потечет ток, взаимодействие которого с постоянным магнитным полем вызывает появление электромагнитной силы [3] которая вызывает движение спирали в магнитном поле. Полупроводниковые выпрямители 7,8 подключены таким образом, что через каждую спираль протекает один полупериод переменного тока с противоположными полярностями. В результате взаимодействия тока магнитным полем каждая пружина будет переменно работать только на закручивание с выходом на свободное состояние. Работа пружины на закручивание является более мягким режимом работы [4] что повышает надежность конструкции. Кроме того, разгружается циклическая нагрузка пружины. На оси 4 возникает полезный крутильный момент, например для часов. When connecting ends 5.6 to a source of alternating current, a current will flow through a coil spring, the interaction of which with a constant magnetic field causes the appearance of electromagnetic force [3] which causes the spiral to move in a magnetic field. The 7.8 semiconductor rectifiers are connected in such a way that one alternating current half-cycle with opposite polarities flows through each spiral. As a result of the interaction of the current with a magnetic field, each spring will alternately work only for twisting with access to a free state. The work of the spring on twisting is a milder mode of operation [4] which increases the reliability of the design. In addition, the cyclic load of the spring is unloaded. A useful torsion moment arises on axis 4, for example for a watch.

Таким образом, предложенный магнитоэлектрический преобразователь позволяет повысить надежность конструкции. Кроме того увеличивается полезный момент на оси преобразователя. Thus, the proposed magnetoelectric converter can improve the reliability of the design. In addition, the useful moment on the axis of the converter increases.

Claims

A magnetoelectric converter comprising a rectangular casing-magnet core, permanent magnets and an electrically conductive spring made in the form of a flat spiral spring and placed in the air gap between the permanent magnets, characterized in that two identical electrically conductive coil springs are located in two parallel air gaps of the magnetic system with oppositely directed magnetic inductions and are mounted rigidly on one through axis, with the ability to perform torsional vibrations, Rich springs are directed against each other by counteracting moments, and the other ends rigidly connected to a spiral housing, the electrical terminal ends of each spiral are connected via a rectifier half-cycle so that each coil when connected to the AC source transmits only one half of the current and working on the winding.