RU2491709C1

RU2491709C1 - Electric drive of reciprocating action for impulse vibration source

Info

Publication number: RU2491709C1
Application number: RU2012117289/07A
Authority: RU
Inventors: Борис Ферапонтович Симонов; Юрий Валентинович Погарский; Борис Борисович Сиволап; Галина Павловна Казанцева
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2013-08-27

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: electric drive is made as a non-linear electromagnetic motor with body made of sections mounted at diamagnetic pin guide; out of these two joining sections that contain power windings one section is connected to the support while the other one is connected to intermediate sections equipped with pin position proximity sensors; at that the diamagnetic pin guide is fixed in an intermediate section of the body connected to the section of a holding electromagnet made as a sucking coil with poles.

EFFECT: design simplification of linear electromagnetic motor, ensuring stability of its operation cycles, exclusion of noise waves in the test medium and increasing speed the pin impact.

1 cl, 1 dwg

Description

Техническое решение относится к вибросейсмической технике и может использоваться в качестве привода малогабаритных импульсных виброисточников на легких транспортных средствах для проведения георазведочных работ на глубинах до 1000 м.The technical solution relates to vibroseismic technology and can be used as a drive of small-sized pulsed vibration sources on light vehicles for geological exploration at depths of up to 1000 m.

Известен импульсный виброисточник GEOSTRIKE 100 А.Е. (США) (см. приложение) с приводом в виде монтируемого на легкий автоприцеп вместе с аккумулятором питания электромеханического молота, оснащенного эластичным элементом, взаимодействующим с подвижной частью молота - бойком, который в конце каждого рабочего хода наносит удар по уложенной на грунт излучающей плите. Натяжение эластичного элемента для реализации рабочего хода бойка после его взведения осуществляется колесами-рычагами, приводимыми во вращение электродвигателем через редуктор и цепную передачу.Known pulsed vibration source GEOSTRIKE 100 A.E. (USA) (see the appendix) with a drive mounted on a light trailer with an electromechanical hammer power accumulator, equipped with an elastic element interacting with the moving part of the hammer - the hammer, which at the end of each working stroke strikes a radiating plate laid on the ground. The tension of the elastic element for the implementation of the stroke of the striker after it is cocked is carried out by wheels-levers driven into rotation by an electric motor through a gearbox and a chain gear.

Как всякая машина ударного действия с механическим приводом, известный молот не способен осуществлять подъем бойка сразу после нанесения им удара по излучающей плите, то есть в момент последействия - отскока. Поэтому за период времени между отскоком и началом обратного хода боек, как правило, успевает совершить одно или несколько неконтролируемых соударений с излучающей плитой, что вызывает в грунтовом полупространстве волны-помехи. Наличие волн-помех существенно снижает качество георазведки и, следовательно, эффективность импульсного виброисточника.Like any shock-driven machine with a mechanical drive, the well-known hammer is not capable of lifting the striker immediately after it strikes the radiating plate, that is, at the time of the aftereffect, a rebound. Therefore, in the period between the bounce and the beginning of the return stroke, the firing pin usually manages to make one or more uncontrolled collisions with the radiating plate, which causes interference waves in the ground half-space. The presence of interference waves significantly reduces the quality of geological exploration and, consequently, the effectiveness of a pulsed vibration source.

К другим недостаткам, ухудшающим эксплуатационные качества известного молота, следует отнести низкую долговечность эластичного элемента, требующего частую замену, и наличие сложных механических передач для привода колес-рычагов, что снижает эксплуатационную надежность и существенно повышает стоимость и трудоемкость технического обслуживания импульсного виброисточника.Other disadvantages that worsen the performance of the known hammer include the low durability of the elastic element, which requires frequent replacement, and the presence of complex mechanical gears to drive the lever wheels, which reduces operational reliability and significantly increases the cost and laboriousness of maintenance of a pulsed vibration source.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к предлагаемому техническому решению является электропривод возвратно-поступательного движения по авт. свид. СССР №1136294, Н02Р 7/62, опубл. в БИ №3, 1985, выполненный в виде линейного электромагнитного двигателя (далее - ЛЭД), имеющего неподвижную часть с обмотками, ферромагнитный подвижный элемент, блок формирования управляющих импульсов, подключенный к обмоткам, соединенный с его входами генератор импульсов и, по крайней мере, один, установленный на неподвижной части двигателя, удерживающий электромагнит, полюс которого обращен к ферромагнитной торцевой части подвижного элемента, а также блок формирования импульсов удержания, выход которого соединен с электромагнитом, а вход - с выходом генератора импульсов.The closest in technical essence and the totality of essential features to the proposed technical solution is the electric drive reciprocating motion by auth. testimonial. USSR No. 1136294, Н02Р 7/62, publ. in BI No. 3, 1985, made in the form of a linear electromagnetic motor (hereinafter - LED), having a fixed part with windings, a ferromagnetic movable element, a control pulse generating unit connected to the windings, a pulse generator connected to its inputs, and at least one, mounted on the fixed part of the engine, holding an electromagnet, the pole of which is facing the ferromagnetic end part of the movable element, as well as a block of impulse formation of retention, the output of which is connected to the electromagnet, and - with the output of the pulse generator.

Как известно, устойчивая работа электропривода возвратно-поступательного движения типа ЛЭД гарантированно обеспечивается, если начальное внедрение ферромагнитной части подвижного элемента в каждую из обмоток составляет не менее 25% длины обмотки. Таким образом, существенно ограничивается величина рабочего хода подвижного элемента. Это вкупе с инерционностью переходных процессов в ЛЭД не позволяет в полной мере использовать эффект увеличения силы тяги обмотки рабочего хода за счет удерживающего электромагнита и таким образом реализовать необходимую в технологии импульсной георазведки высокую скорость подвижного элемента для получения так называемого «острого» удара. Существенно ухудшается качество сигналов, генерируемых в породе, и, следовательно, эффективность виброисточника.As you know, the stable operation of the electric drive of the reciprocating motion of the LED type is guaranteed to be ensured if the initial introduction of the ferromagnetic part of the movable element into each of the windings is at least 25% of the length of the winding. Thus, the working stroke of the movable element is substantially limited. This, coupled with the inertia of the transient processes in LEDs, does not allow to fully use the effect of increasing the traction force of the winding of the working stroke due to the holding electromagnet and thus realize the high speed of the movable element necessary in the technology of pulsed geo-exploration for receiving the so-called “sharp” impact. Significantly deteriorates the quality of the signals generated in the rock, and, consequently, the efficiency of the vibration source.

Другим недостатком, снижающим эксплуатационные качества известного устройства, является наличие удерживающего электромагнита с плоским полюсом, обращенным к торцу подвижного элемента. Для реализации рабочего процесса ЛЭД с таким удерживающим электромагнитом необходим удлиненный трехсоставной подвижный элемент, включающий жестко соединенные между собой якорь, диамагнитное звено и ферромагнитную часть, выполненную ступенчатой. Как известно, двух- или трехсоставные бойки в машинах ударного действия любого назначения и мощности крайне недолговечны, так как при ударном взаимодействии с хвостовиком рабочего инструмента, шаботом, плитой и тому подобным звеном машины быстро разрушаются по стыкам составных частей. Этим же недостатком обладают бойки ступенчатой формы, разрушающиеся по стыку ступеней, особенно в машинах с высокими ударными скоростями, каковыми являются импульсные виброисточники для георазведки.Another disadvantage that reduces the operational quality of the known device is the presence of a holding electromagnet with a flat pole facing the end of the movable element. For the implementation of the LED workflow with such a holding electromagnet, an elongated three-part movable element is required, including an armature rigidly interconnected, a diamagnetic link and a ferromagnetic part made in steps. As you know, two- or three-component strikers in shock machines of any purpose and power are extremely short-lived, since during shock interaction with the shank of the working tool, scrubber, slab, and the like, the machines quickly collapse at the joints of the components. Step-shaped strikers that break down at the junction of steps have the same drawback, especially in machines with high shock speeds, such as pulsed vibration sources for geological exploration.

Следующим недостатком, ухудшающим эксплуатационные качества прототипа, является жесткость его системы управления, содержащей генератор и блоки формирования управляющих импульсов, последовательно подаваемых в силовые обмотки и обмотку удерживающего электромагнита. Такая система управления работает по заданной программе генерирования управляющих импульсов в отсутствие обратной связи с процессом перемещения подвижного элемента. Между тем известно, что ход подвижного элемента и, следовательно, время рабочего цикла в машинах ударного действия в значительной мере зависят от перемещения хвостовика рабочего инструмента, шабота, плиты и тому подобного звена машины в момент удара, а также от величины послеударного импульса отскока. Следовательно, исключительно программное задание управляющих импульсов для питания обмоток нерационально и не только потому, что требует постоянного регулирования и настройки, но и потому, что неизбежно приводит к аритмии рабочего цикла ЛЭД, например, из-за раннего включения обмотки прямого хода, когда подвижный элемент не достиг верхней мертвой точки или из-за опаздывания включения обмотки обратного хода подвижного элемента. В последнем случае после отскока возможны повторные соударения подвижного элемента с хвостовиком рабочего инструмента, шаботом, плитой и тому подобным звеном машины. Такие соударения неприемлемы для георазведочных импульсных виброисточников, так как вызывают в исследуемой среде волны-помехи, резко снижающие качество сигналов, излучаемых в среду и, следовательно, эффективность импульсного виброисточника.The next disadvantage that worsens the performance of the prototype is the rigidity of its control system containing a generator and control pulse generating units sequentially supplied to the power windings and the holding magnet winding. Such a control system operates according to a given program for generating control pulses in the absence of feedback from the process of moving the movable element. Meanwhile, it is known that the stroke of the movable element and, consequently, the time of the working cycle in impact machines largely depend on the movement of the tool shank, the dashboard, plate and the like on the machine at the time of impact, as well as on the magnitude of the rebound impulse. Therefore, exclusively programmed control pulses for powering the windings are irrational and not only because they require constant regulation and tuning, but also because they inevitably lead to arrhythmias of the LED duty cycle, for example, due to early switching on of the forward winding when the movable element did not reach top dead center or due to the late inclusion of the reverse winding of the movable element. In the latter case, after the rebound, repeated collisions of the movable element with the shank of the working tool, a rampart, a plate and the like link of the machine are possible. Such collisions are unacceptable for geological prospecting pulsed vibration sources, since they cause interference waves in the medium under study, which sharply reduce the quality of the signals radiated into the medium and, consequently, the efficiency of the pulsed vibration source.

Задачей предлагаемого технического решения является улучшение эксплуатационных качеств электропривода возвратно-поступательного движения (далее - электропривод ВПД) импульсного виброисточника, повышающее эффективность импульсного виброисточника и, как следствие, - повышающее качество георазведочных работ за счет упрощения конструкции ЛЭД электропривода ВПД, обеспечения устойчивости его рабочих циклов, увеличения скорости удара бойка и исключения волн-помех в исследуемой среде в послеударный период.The objective of the proposed technical solution is to improve the performance of the reciprocating electric drive (hereinafter referred to as the VPD electric drive) of the pulse vibration source, increasing the efficiency of the pulse vibration source and, as a result, improving the quality of geological exploration by simplifying the design of the LED of the VPD electric drive, ensuring the stability of its duty cycles, increasing the striking speed of the striker and eliminating interference waves in the medium under study in the post-shock period.

Поставленная задача решается тем, что в электроприводе ВПД импульсного виброисточника, выполненном в виде ЛЭД, имеющего неподвижный корпус с силовыми обмотками, установленный на корпусе удерживающий электромагнит, боек, а также соединенные с силовыми обмотками блоки формирования управляющих импульсов силовых обмоток и соединенный с удерживающим электромагнитом блок формирования импульсов удержания бойка, согласно техническому решению неподвижный корпус выполнен из смонтированных на диамагнитной направляющей бойка секций, две смежные из которых, содержащие указанные силовые обмотки, соединены одна с опорной, а другая с промежуточной секциями, содержащими бесконтактные датчики положения бойка, при этом диамагнитная направляющая бойка закреплена в промежуточной секции неподвижного корпуса, которая соединена с секцией удерживающего электромагнита, выполненного в виде втяжной катушки с полюсами.The problem is solved in that in the electric drive VPD of a pulsed vibration source, made in the form of LEDs, having a fixed body with power windings, a holding electromagnet mounted on the body, a striker, as well as blocks for generating control pulses of the power windings connected to the power windings and a block connected to the holding electromagnet the formation of impulses to hold the striker, according to the technical solution, the stationary body is made of sections mounted on the diamagnetic guide of the striker, two of which, containing the indicated power windings, are connected to one of the supporting and the other to the intermediate sections containing contactless position sensors of the striker, while the diamagnetic guide striker is fixed in the intermediate section of the stationary body, which is connected to the holding electromagnet section made in the form of a retractor coil with poles.

Наличие опорной и промежуточной секций с бесконтактными датчиками положения бойка, по сигналам которых формируются управляющие импульсы силовых обмоток и импульсы удержания бойка, позволяет просто и эффективно реализовать обратную связь по перемещению бойка в системе управления ЛЭД электропривода ВПД, исключить из системы управления генератор импульсов. При этом достигаются упрощение конструкции и бесперебойная работа ЛЭД электропривода ВПД без нарушения рабочих циклов и возникновения волн-помех в исследуемой среде после удара, что существенно повышает эффективность импульсного виброисточника и, как следствие, - качество георазведки.The presence of the supporting and intermediate sections with non-contact sensors for the position of the striker, the signals of which form the control pulses of the power windings and the pulses of holding the striker, allows you to simply and effectively implement feedback on the movement of the striker in the LED control system of the electric drive of the VPD, and exclude the pulse generator from the control system. At the same time, design simplification and uninterrupted operation of LEDs of the VPD electric drive are achieved without disruption of duty cycles and the occurrence of interference waves in the test medium after an impact, which significantly increases the efficiency of a pulsed vibration source and, as a result, the quality of geological exploration.

Установка промежуточной секции между секциями с силовыми обмотками и секцией удерживающего электромагнита, выполненного в виде втяжной катушки с полюсами, позволяет существенно увеличить ход бойка и использовать силовые обмотки обеих секций для его прямого хода. При этом в силовой обмотке секции, примыкающей к промежуточной секции, успевает реализоваться эффект повышения тягового усилия за счет удерживающего электромагнита, что обеспечивает высокое стартовое ускорение бойка при прямом ходе. Это, а также последующее действие импульса тягового усилия со стороны силовой обмотки секции, примыкающей к опорной секции, позволяют достичь высокой скорости удара бойка по излучающей плите-подложке, что повышает эффективность георазведочных работ. Наличие промежуточной секции и секции удерживающего электромагнита, выполненного в виде втяжной катушки с полюсами, позволяет отказаться от составного ступенчатого бойка и использовать простейший, например, цельный цилиндрический боек. При этом намного повышается эксплуатационная надежность электропривода ВПД.The installation of an intermediate section between sections with power windings and a section of a holding electromagnet, made in the form of a retractor coil with poles, can significantly increase the stroke of the striker and use the power windings of both sections for its direct course. At the same time, in the power winding of the section adjacent to the intermediate section, the effect of increasing traction due to the holding electromagnet manages to be realized, which ensures high starting acceleration of the striker with a forward stroke. This, as well as the subsequent action of the traction impulse from the side of the power winding of the section adjacent to the support section, allows to achieve a high impact speed of the striker on the radiating substrate plate, which increases the efficiency of geological exploration. The presence of an intermediate section and a section of the holding electromagnet, made in the form of a retractor coil with poles, allows you to abandon the composite step striker and use the simplest, for example, one-piece cylindrical striker. At the same time, the operational reliability of the VPD electric drive is much increased.

Закрепление диамагнитной направляющей в лишенной обмотки промежуточной секции конструктивно упрощает ее фиксацию от поступательных перемещений и вращения, позволяет установить диамагнитную направляющую в силовые обмотки после сборки четырех из пяти секций корпуса ЛЭД, после чего последняя, сравнительно легкая, секция удерживающего электромагнита одевается на направляющую сверху. Таким образом, упрощается сборка ЛЭД, что повышает эксплуатационные качества электропривода ВПД импульсного виброисточника.Fixing the diamagnetic guide in the intermediate section devoid of winding structurally simplifies its fixation from translational movements and rotation, allows you to install the diamagnetic guide into the power windings after assembling four of the five sections of the LED housing, after which the last, relatively light, section of the holding electromagnet is put on the guide from above. Thus, the assembly of LEDs is simplified, which improves the performance of the VPD electric drive of a pulsed vibration source.

Целесообразно, чтобы блоки формирования управляющих импульсов силовых обмоток и блок формирования импульсов удержания бойка были интегрированы в блок управления, входы которого соединены с указанными бесконтактными датчиками положения бойка.It is advisable that the blocks for the formation of control pulses of the power windings and the block for the formation of pulses for holding the striker are integrated in the control unit, the inputs of which are connected to the indicated proximity sensors of the striker position.

Реализация системы управления с обратной связью по перемещению бойка на основе бесконтактных датчиков его положения позволяет интегрировать блоки формирования управляющих импульсов силовых обмоток и блок формирования импульсов удержания бойка в один, соединенный на входе с бесконтактными датчиками положения бойка, блок управления, который по сигналам указанных датчиков формирует вышеупомянутые импульсы в силовые обмотки и удерживающий электромагнит. Существенно упрощается многоэлементная система управления ЛЭД электропривода ВПД, повышается его эксплуатационная надежность.The implementation of a control system with feedback on the movement of the striker on the basis of proximity sensors of its position allows you to integrate the blocks for generating control pulses of the power windings and the block for generating pulses of holding the striker into one, connected to the input with proximity sensors of the striker position, a control unit that forms the aforementioned pulses in the power windings and the holding electromagnet. The multi-element LED control system for the VPD electric drive is significantly simplified, its operational reliability is increased.

Сущность предлагаемого технического решения иллюстрируется примером конкретного исполнения и чертежом, где показан продольный разрез электропривода ВПД импульсного виброисточника и функциональная схема его управления.The essence of the proposed technical solution is illustrated by an example of a specific design and a drawing, which shows a longitudinal section of an electric drive VPD of a pulsed vibration source and a functional diagram of its control.

Электропривод ВПД импульсного виброисточника выполнен в виде ЛЭД и содержит неподвижный корпус, состоящий из смонтированных на диамагнитной направляющей 1 и соединенных между собой посредством фланцев секций 2, 3, секции 4 удерживающего электромагнита, опорной 5 и промежуточной 6 секций. В секциях 2, 3, неподвижно закрепленных, например, на стойке 7 базового транспортного средства, смонтированы силовые обмотки соответственно 8, 9. В секции 4 удерживающего электромагнита на диамагнитной направляющей 1 установлена втяжная катушка 10 удерживающего электромагнита с полюсами, верхний из которых образован фланцем-крышкой 11, а нижний полюс-фланцем 12. Нижние фланцы 13, 14 секций 2, 3 соответственно и нижний фланец 15 промежуточной секции 6 образуют полюса силовых обмоток 8, 9. Ферромагнитный боек 16 (далее - боек 16), снабженный антифрикционными кольцами 17, размещен в диамагнитной направляющей 1. Диамагнитная направляющая 1 закреплена в промежуточной секции 6 между полюс-фланцем 12 и нижним фланцем 15. Нижний торец диамагнитной направляющей 1 зафиксирован во фланце 19 опорной секции 5. В верхней части диамагнитная направляющая 1 зафиксирована во фланце-крышке 11, снабженной уплотнением 18, запирающим кольцевой зазор между диамагнитной направляющей 1 и фланцем-крышкой 11. В опорной секции 5 смонтирован бесконтактный датчик 20 положения бойка 16. Аналогичные датчики 21, 22 смонтированы в промежуточной секции 6. Блоки формирования управляющих импульсов силовых обмоток 8, 9 и блок формирования импульсов удержания бойка 16 могут быть интегрированы в блок 23 управления (далее - блок 23). Бесконтактные датчики 20, 21 и 22 положения бойка 16 соединены с входами блока 23. Выходы блока 23 соединены с силовыми обмотками 8, 9 и втяжной катушкой 10 удерживающего электромагнита. Перед пуском электропривода ВПД импульсного виброисточника боек 16 находится в крайнем нижнем положении и оперт нижним торцем на излучающую плиту-подложку 24.The VPD electric drive of the pulsed vibration source is made in the form of LEDs and contains a fixed housing consisting of sections 2, 3, sections 4 of the holding electromagnet mounted on the diamagnetic guide 1 and 5 connected between each other, supporting 5 and intermediate 6 sections. In sections 2, 3, fixed, for example, on the strut 7 of the base vehicle, power windings 8, 9 are mounted, respectively. In section 4 of the holding electromagnet, a retention coil 10 of the holding electromagnet with poles is installed on the diamagnetic guide 1, the upper of which is formed by a flange cover 11, and the lower pole-flange 12. The lower flanges 13, 14 of sections 2, 3, respectively, and the lower flange 15 of the intermediate section 6 form the poles of the power windings 8, 9. Ferromagnetic striker 16 (hereinafter - the striker 16), equipped with antifriction rings 17, is placed in the diamagnetic guide 1. The diamagnetic guide 1 is fixed in the intermediate section 6 between the pole flange 12 and the lower flange 15. The lower end of the diamagnetic guide 1 is fixed in the flange 19 of the support section 5. In the upper part, the diamagnetic guide 1 is fixed in the flange the cover 11, equipped with a seal 18, which locks the annular gap between the diamagnetic guide 1 and the flange-cover 11. In the support section 5 is mounted a non-contact sensor 20 of the striker 16. Similar sensors 21, 22 are mounted in prom daily section 6. Blocks for generating control pulses of power windings 8, 9 and a block for generating pulses of holding striker 16 can be integrated into control unit 23 (hereinafter referred to as block 23). Non-contact sensors 20, 21 and 22 of the striker 16 position are connected to the inputs of block 23. The outputs of block 23 are connected to power windings 8, 9 and the retention coil 10 of the holding electromagnet. Before starting the electric drive VPD of the pulse vibration source, the firing pin 16 is in its lowest position and is supported by the lower end on the radiating substrate plate 24.

Электропривод ВПД импульсного виброисточника работает следующим образом. Блок 23 формирует управляющий импульс обратного хода и импульс удержания, в результате чего в силовую обмотку 9 секции 3 и втяжную катушку 10 удерживающего электромагнита секции 4 подается ток. Под действием тягового усилия, возникающего в силовой обмотке 9, боек 16 начнет ускоренно перемещаться вверх внутри диамагнитной направляющей 1. При подходе верхнего торца бойка 16 к уровню бесконтактного датчика 21 его положения в последнем генерируется сигнал, поступающий на вход блока 23. По этому сигналу блок 23 прекращает подачу управляющего импульса обратного хода, и силовая обмотка 9 обесточивается. Боек 16, продолжающий по инерции движение вверх в пределах промежуточной секции 5, попадает в зону действия тягового усилия втяжной катушки 10 удерживающего электромагнита. Под действием тягового усилия втяжной катушки 10 боек 16 продолжит движение вверх, пока не остановится в положении магнитного равновесия, при котором верхний торец бойка 16 выйдет в уровень с фланцем-крышкой 11, являющейся верхним полюсом втяжной катушки 10 удерживающего электромагнита. Спустя интервал времени, равный заданной длительности задержки, блок 23 сформирует управляющий импульс прямого хода, в результате чего в силовую обмотку 9 подается ток, который в период переходного процесса в силовой обмотке 9 быстро нарастает, вызывая рост ее тягового усилия. Как только тяговое усилие в силовой обмотке 9 вкупе с силой тяжести бойка 16 превысит усилие удержания втяжной катушки 10 удерживающего электромагнита, начнется ускоренное перемещение бойка 16 вниз. При этом усилие удержания бойка 16 втяжной катушкой 10 падает, а быстродействие переходного процесса нарастания тока и, следовательно, тягового усилия силовой обмотки 9 весьма велико. Поэтому уже на интервале перемещения вниз во втяжной катушке 10 боек 16 получит значительное стартовое ускорение. В момент выхода из втяжной катушки 10, когда верхний торец бойка 16 достигнет уровня бесконтактного датчика 22 его положения, последний выработает сигнал на вход блока 23. По этому сигналу блок 23 прекратит подачу управляющего импульса прямого хода и, таким образом, обесточит силовую обмотку 9. Одновременно блок 23 сформирует и подаст управляющий импульс прямого хода в силовую обмотку 8 секции 2. При поступлении тока в силовую обмотку 8 возникает тяговое усилие, которое сообщит движущемуся вниз бойку 16 дополнительное ускорение. В момент подхода нижнего торца бойка 16 к размещенному в опорной секции 4 бесконтактному датчику 20 положения бойка 16. Датчик 20 генерирует сигнал, поступающий на вход блока 23. По этому сигналу блок 23 прекратит подачу управляющего импульса прямого хода, и силовая обмотка 8 обесточится. Одновременно блок 23 сформирует управляющий импульс обратного хода, в результате чего в силовую обмотку 9 секции 3 подается ток.The VPD electric drive of a pulse vibration source works as follows. Block 23 generates a reverse control pulse and a holding pulse, as a result of which a current is supplied to the power winding 9 of section 3 and the retraction coil 10 of the holding electromagnet of section 4. Under the influence of the traction force occurring in the power winding 9, the striker 16 will begin to accelerate upward movement inside the diamagnetic guide 1. When the top end of the striker 16 approaches the level of the proximity sensor 21 of its position, the signal generated at the input of block 23 is generated in the latter. 23 stops the supply of the control pulse backward, and the power winding 9 is de-energized. The firing pin 16, continuing its inertia upward movement within the intermediate section 5, falls into the range of the traction force of the retractor coil 10 of the holding electromagnet. Under the action of the pulling force of the retractor coil 10, the strikers 16 will continue to move upward until it stops in the magnetic equilibrium position, at which the upper end of the striker 16 will reach the level with the flange-cover 11, which is the top pole of the retention magnet 10 of the retention coil. After a time interval equal to the specified delay time, block 23 will generate a forward control pulse, as a result of which a current is supplied to the power winding 9, which rapidly increases during the transient process in the power winding 9, causing an increase in its traction force. As soon as the traction force in the power winding 9, coupled with the gravity of the striker 16 exceeds the holding force of the retention coil 10 of the holding electromagnet, an accelerated movement of the striker 16 down will begin. In this case, the holding force of the striker 16 by the retraction coil 10 drops, and the speed of the transition process of increasing current and, therefore, the traction force of the power winding 9 is very large. Therefore, already at the interval of downward movement in the retraction coil 10, the strikers 16 will receive a significant starting acceleration. At the moment of exit from the retraction coil 10, when the upper end of the striker 16 reaches the level of the proximity sensor 22 of its position, the latter will generate a signal to the input of block 23. By this signal, block 23 will stop supplying a forward control pulse and, thus, deenergize the power winding 9. At the same time, block 23 will generate and feed a direct forward control pulse into the power winding 8 of section 2. When current enters the power winding 8, a tractive force arises which will impart additional acceleration to the downwardly moving striker 16. At the moment of approaching the lower end of the striker 16 to the proximity sensor 20 of the striker 16 positioned in the support section 4. The sensor 20 generates a signal supplied to the input of block 23. By this signal, block 23 will stop supplying a forward control pulse, and the power winding 8 will be de-energized. At the same time, the block 23 will generate a reverse control pulse, as a result of which a current is supplied to the power winding 9 of section 3.

Тяговое усилие обратного хода, возникающее в силовой обмотке 9, начнет действовать на боек 16. Практически одновременно с этим боек 16, двигаясь по инерции, нанесет удар по плите-подложке 24, после чего под действием импульса отскока и тягового усилия силовой обмотки 9 начнет перемещаться вверх, совершая обратный ход. Далее вышеописанный рабочий процесс электропривода ВПД импульсного виброисточника периодически повторяется.The reverse pulling force arising in the power winding 9 will begin to act on the firing pin 16. Almost simultaneously with this, the firing pin 16, moving by inertia, will strike the substrate plate 24, after which, under the influence of the rebound pulse and the tractive force of the power winding 9, it will begin to move up, making the return stroke. Further, the above-described working process of the electric drive VPD of a pulsed vibration source is periodically repeated.

После реализации заданного для георазведки числа рабочих циклов или по сигналу оператора блок 23 прерывает подачу импульса удержания на втяжную катушку 10 и управляющих импульсов в силовые обмотки 8, 9. При обесточивании втяжной катушки 10 боек 16 под действием силы тяжести упадет на плиту-подложку 24 и остановится в исходном положении.After the number of operating cycles specified for geological exploration is realized, or at the operator’s signal, the block 23 interrupts the holding pulse to the retractor coil 10 and control pulses to the power windings 8, 9. When the retractor is de-energized, 10 strikers 16 will fall onto the substrate plate 24 and will stop in the starting position.

Обеспечение максимума тягового усилия силовой обмотки 9 практически на всем пути перемещения в ней бойка 16 в процессе его извлечения из втяжной катушки 10 и последующее действие импульса тягового усилия силовой обмотки 8 реализуют высокую скорость удара бойка 16 по излучающей плите-подложке 24. Это, вкупе с исключением неконтролируемых соударений бойка 16 с излучающей плитой-подложкой 24, значительно улучшает качество сигнала, излучаемого в грунтовое полупространство, и, следовательно, повышает эффективность импульсного виброисточника при проведении георазведочных работ.Ensuring maximum traction of the power winding 9 practically along the entire path of movement of the striker 16 in it during extraction from the retraction coil 10 and the subsequent action of the traction pulse of the power winding 8 realize a high impact speed of the striker 16 on the radiating substrate plate 24. This, together with the exception of uncontrolled collisions of the striker 16 with the radiating substrate plate 24, significantly improves the quality of the signal emitted into the soil half-space, and, therefore, increases the efficiency of the pulsed vibration source when rovedenii georazvedochnyh works.

Claims

1. The electric drive of the reciprocating movement of the pulsed vibration source, made in the form of a linear electromagnetic motor containing a stationary body with power windings, a holding electromagnet, a striker mounted on the body, as well as blocks for generating control pulses of the power windings connected to the power windings and a unit connected to the holding electromagnet the formation of impulses to hold the striker, characterized in that the stationary body is made of mounted on a diamagnetic guide the first striker of the sections, two adjacent of which, containing the indicated power windings, are connected one to the supporting one and the other to the intermediate section containing contactless position sensors of the striker, and the diamagnetic guide striker is fixed in the intermediate section of the stationary body connected to the holding electromagnet section made in form of a retractor coil with poles.

2. The electric drive according to claim 1, characterized in that the blocks for generating control pulses of the power windings and the block for generating pulses for holding the striker are integrated into the control unit, the inputs of which are connected to the specified proximity sensors of the striker position.