RU223190U1 - Генератор низкочастотных колебаний с улучшенными выходными характеристиками - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к вибрационной технике. Технический результат заключается в улучшении выходных характеристик за счет уничтожения спектра нечетных гармоник магнитного поля, искажающих первичное магнитное поле и создающих тормозящий момент. Генератор низкочастотных колебаний с улучшенными выходными характеристиками содержит шихтованный магнитопровод с обмоткой переменного тока, электропроводящую спиральную пружину в воздушном зазоре магнитопровода. Внутренний и внешний концы электропроводящей спиральной пружины жестко закреплены на соответствующих осях, одна из которых выполнена с возможностью свободного вращения. Концы электропроводящей спиральной пружины соединены накоротко друг с другом. При этом в электропроводящей спиральной пружине по всей длине выполнена продольная сквозная прорезь. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к вибрационной технике и может быть использована во всех отраслях народного хозяйства, где необходимо создание крутильных колебаний.

Известно устройство спирального генератора низкочастотных механических колебаний (СГМК) (Исмагилов Ф.Р., Янгиров И.Ф. Электромеханические преобразователи энергии со спиральным вторичным элементом. М.: Машиностроение. - 2012, 192 с), содержащее полый корпус - магнитопровод, подвижный элемент, расположенный на оси и закрепленный в корпусе; приводную обмотку и постоянные магниты, где постоянные магниты расположены друг относительно друга противоположными полярностями и закреплены на внутренней стенке корпуса. Приводная обмотка выполнена в виде плоской спиральной катушки (пружины) с электрическими выводными концами, расположенными по плоскости в зазоре между магнитами, внутренний конец катушки закреплен на неподвижной оси, установленной между магнитами, а внешний связан с подвижным элементом. Выводные концы приводной обмотки соединены через электрическую емкость С и активное регулировочное сопротивление R_вх.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции и нелинейность механической характеристики.

Известно также устройство датчика скорости изменения ускорения (Патент РФ№.2020697. Магнитоэлектрический преобразователь: МКИ5, H02K 33/16, заявл. 05.05.1991; опубл. 30.09.1994) со спиральным вторичным упругим элементом и имеющим возможность работать как генератор низкочастотных колебаний. Датчик содержит полый корпус - магнитопровод, подвижный элемент, расположенный на оси, закрепленный в корпусе, измерительную обмотку, и постоянные магниты, где постоянные магниты расположены друг относительно друга противоположными полярности и закреплены на внутренней стенке корпуса, измерительная обмотка выполнена в виде плоской спиральной катушки (пружины) с электрическими выводными концами расположенной по плоскости в зазоре между магнитами, внутренний конец которой закреплен на неподвижной оси, установленной между магнитами, а внешний - связан с подвижным элементом. В случае подключения измерительной обмотки к переменному источнику тока, датчик переходит в режим генератора низкочастотных колебаний.

Недостатком является низкая крутизна механической характеристики.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для возбуждения крутильных колебаний с короткозамкнутой спиральной плоской пружиной. (Патент РФ №2028835. Устройство для возбуждения крутильных колебаний. МКИ 5, В06В 1/04, заявл. 06.07.1992; опубл. 20.02.1995), имеющее определенное преимущество перед другими вибрационными машинами. Конструкция содержит шихтованный магнитопровод с обмоткой переменного тока. Электропроводящая плоская пружина расположена в воздушном зазоре магнитопровода, крепится жестко на осях, причем одна ось подвижна для крутильных колебаний. При подключении обмотки на источник переменного тока, в зазоре создается переменное магнитное поле. Последнее индуцирует в короткозамкнутой спирали ток, между токопроводящими витками спирали возникает переменная электродинамическая сила. Сила, закручивая и раскручивая спирали, заставляет ось соответственно закручиваться и раскручиваться, тем самым создавая попеременный по знаку вращающий момент. То же самое возможно при подвижной оси, т.е. в режиме вибродвигателя или генератора низкочастотных колебаний.

Недостатком прототипа является то, что при улучшенных механических характеристиках происходит возникновение спектра нечетных гармоник магнитного поля, искажающих первичное магнитное поле, и создающих тормозящий момент.

Технический результат полезной модели: улучшение выходных характеристик за счет уничтожения спектра нечетных гармоник магнитного поля, искажающих первичное магнитное поле и создающих тормозящий момент.

Технический результат достигается тем, что продольная сквозная прорезь выполнена в электропроводящей спиральной пружине по всей ее длине. Такое исполнение продольной сквозной прорези за счет компенсации высших нечетных гармоник ν=3, 5, 7… приводит к улучшению механических характеристик генератора низкочастотных колебаний, то есть уничтожается спектр нечетных гармоник магнитного поля, искажающих первичное магнитное поле, и компенсируется тормозящий момент от нечетных высших гармоник.

На фиг. 1 представлена конструкция устройства; на фиг. 2 - электропроводящая спиральная пружина.

Генератор низкочастотных колебаний содержит шихтованный магнитопровод 1 с обмоткой переменного тока 2. Электропроводящая спиральная пружина 3 расположена в воздушном зазоре магнитопровода 1, крепится жестко на осях 4 и 5, при этом ось 4 подвижна для крутильных колебаний. Причем электропроводящая спиральная пружина 3 имеет продольную сквозную прорезь 6 по всей длине электропроводящей стальной пружины 3.

Генератор низкочастотных колебаний работает следующим образом. При подключении обмотки 2 к источнику переменного тока в зазоре создается переменное магнитное поле. Последнее индуцирует в электропроводящей спиральной пружине 3 ток, между токопроводящими витками спирали возникает переменная электродинамическая сила. Сила, закручивая и раскручивая спираль, заставляет ось 4 соответственно закручиваться и раскручиваться, тем самым создавая переменный по знаку вращающий момент. То же самое возможно при подвижной оси 4, то есть в режиме вибродвигателя или генератора низкочастотных колебаний. Особенностью функционирования генератора является то, что продольная сквозная прорезь 6, выполненная по всей длине электропроводящей спиральной пружины 3, компенсирует высшие нечетные гармоники ν=3, 5, 7… и приводит к улучшению механических характеристик генератора, то есть уничтожается спектр нечетных гармоник магнитного поля, искажающих первичное магнитное поле, и компенсируется тормозящий момент от нечетных высших гармоник.

Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет улучшить выходную характеристику генератора низкочастотных колебаний.

Указанный генератор низкочастотных колебаний также может быть использован в качестве датчика угловых ускорений. Электрический сигнал, пропорциональный ускорению, снимается с электропроводящей спиральной пружины и подается на измерительное устройство. С выхода измерительного устройства выдается сигнал, пропорциональный угловому ускорению. При изменении направления углового ускорения ω произойдет изменение направления кручения спирали и, соответственно, на выходе измерительного устройства изменится полярность выходного сигнала.

Claims (1)

1. Генератор низкочастотных колебаний, содержащий шихтованный магнитопровод с обмоткой переменного тока, электропроводящую спиральную пружину в воздушном зазоре магнитопровода, причем внутренний и внешний концы электропроводящей спиральной пружины жестко закреплены на соответствующих осях, одна из которых выполнена с возможностью свободного вращения, а концы электропроводящей спиральной пружины соединены накоротко друг с другом, отличающийся тем, что в электропроводящей спиральной пружине по всей длине выполнена продольная сквозная прорезь.