SU1758910A1

SU1758910A1 - Self-excited vibration device

Info

Publication number: SU1758910A1
Application number: SU894769047A
Authority: SU
Inventors: Закир Исмаилович Исмаилов; Хуршид Адхамович Рустамов; Анвар Закирович Исмаилов; Нуриддин Абазович Халилов
Original assignee: Ташкентский Политехнический Институт Им.А.Р.Бируни
Priority date: 1989-12-18
Filing date: 1989-12-18
Publication date: 1992-08-30

Abstract

Использование: в области вибрационной техники и в вибромашинах в строительстве , производстве строительных материалов . Сущность изобретени : цепь обратной св зи выполнена бесконтактной и состоит из посто нного магнита 7, жестко св занного с корем 5. его охватившей катушки 8, усилителей 9, 10 и тиристор- ных переключателей 13-15. Катушки 3, 4 возбуждени намотаны на сердечниках 1, 2, и питание каждой из них осуществлено от отдельного накопител 18 или 19. 1 ил.Usage: in the field of vibration technology and vibratory machines in construction, production of building materials. The essence of the invention: the feedback circuit is non-contact and consists of a permanent magnet 7, rigidly connected to the core 5. its gripping coil 8, amplifiers 9, 10 and thyristor switches 13-15. The coils 3, 4 of the excitation are wound on the cores 1, 2, and each of them is powered from a separate accumulator 18 or 19. 1 sludge.

Description

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в качестве эффективного возбудителя вибрационных машин.The invention relates to vibration technology and can be used as an effective causative agent of vibration machines.

Известны электромагнитные возбуди- 5 тели переменного тока, нашедшие широкое применение в вибрационных машинах, В возбудителях с двумя электромагнитами, в общем зазоре которых колеблется якорь, жестко связанный с грузонесущей частью 10 вибрационной машины, питание каждой из катушек электромагнитов переменным током осуществляется через ''.о. 1 выпрямитель или при наличии дополнительной обмотки подмагничивания непосредствен- 15 но. Однако указанные возбудители питаются переменным током только заданной, независящей от параметров колебательной системы вибрационной машины, частоты. Собственная частота колебательной систе- 20 мы изменяется при колебаниях нагрузки вибрационной машины. Если вначале частота колебательной системы подобрана близкой к частоте источника питания, т.е. колебательная система построена на резо- 25 нансный режим, то при изменении нагрузки, а следовательно, частоты колебательной системы происходят большие изменения амплитуды ее колебаний, что нарушает технологический режим вибрационной маши- 30 ны. Относительное постоянство амплитуды может быть получено только далеко от резонанса, однако здесь величина ее очень мала. Для обеспечения нужной амплитуды колебаний в этом случае необходим мощ- 35 ный возбудитель.5 electromagnetic exciters of alternating current are widely used in vibration machines.In exciters with two electromagnets, in the total gap of which an armature oscillates, rigidly connected to the load-carrying part 10 of the vibrating machine, each of the electromagnet coils is supplied with alternating current through ''. about. 1 rectifier or in the presence of an additional magnetizing winding directly 15. However, these pathogens are supplied with alternating current only a given frequency independent of the parameters of the vibrational system of the vibrating machine. The natural frequency of the oscillation system 20 changes with fluctuations in the load of the vibrating machine. If at first the frequency of the oscillatory system is selected close to the frequency of the power source, i.e. Because the vibrational system is built for resonance mode, when the load, and therefore the frequency of the vibrational system, changes are large, the amplitude of its vibrations occurs, which violates the technological mode of the vibration machine. The relative constancy of the amplitude can only be obtained far from resonance, but here its magnitude is very small. In this case, a powerful exciter is needed to ensure the required oscillation amplitude.

Прототипом устройства является вибрационное устройство. Оно имеет Н-образный сердечник, на четыре ножки которого насажены четыре обмотки постоянного и четыре 40 обмотки переменного тока, якорь-рабочий орган на упругих элементах, с которым жестко связан датчик скорости. Выходное напряжение датчика подается на усилитель. К выходу усилителя подключен трансформа- 45 тор, четыре вторичных обмотки которого через четыре диода подключены к управляющим электродам и катодам четырех тиристоров, включенные по мостовой схеме. Эта схема совместно с выходным 50 коммутирующим конденсатором служит инвертором, питающим обмотки переменного тока с частотой равной частоте собственных колебаний механической колебательной системы. Постоянное напряжение на инверто- 55 ре подается от выпрямителя, а обмотка _ постоянного тока питается от другого выпрямителя. Таким образом, прототип имеет ряд недостатков: сложная схема электропитания, которая содержит по четыре обмотки возбуждения, обмотки подмагничивания, обмотки управления, тиристора, диода и два выпрямителя. Но главное, все указанные аналоги имеют искаженную синусоидальную форму механических колебаний. Искажение синусоидальной формы колебаний происходит из-за того, что вынуждающая сила в зазорах сама несинусоидальна, даже непрямоугольна: она хотя прямо пропорциональна квадрату тока, имеющего почти прямоугольную форму (меандр), но в то же время обратно пропорциональна квадрату зазора, а последний меняется.The prototype of the device is a vibration device. It has an H-shaped core, on four legs of which four DC windings and four 40 AC windings are mounted, an anchor-working body on elastic elements, to which a speed sensor is rigidly connected. The output voltage of the sensor is supplied to the amplifier. A transformer 45 is connected to the amplifier output, four secondary windings of which are connected through four diodes to the control electrodes and cathodes of four thyristors, connected in a bridge circuit. This circuit, together with an output 50 switching capacitor, serves as an inverter supplying alternating current windings with a frequency equal to the natural frequency of the mechanical oscillatory system. The DC voltage to the inverter-55 re is supplied from the rectifier, and the DC winding _ is supplied from another rectifier. Thus, the prototype has several disadvantages: a complex power supply circuit, which contains four field windings, magnetization windings, control windings, a thyristor, a diode, and two rectifiers. But most importantly, all of these analogues have a distorted sinusoidal shape of mechanical vibrations. The distortion of the sinusoidal waveform occurs due to the fact that the driving force in the gaps is itself non-sinusoidal, even indirect: although it is directly proportional to the square of the current, which has an almost rectangular shape (meander), but at the same time it is inversely proportional to the square of the gap, and the latter changes.

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения синусоидальной формы механических колебаний.The aim of the invention is to increase the accuracy of reproduction of the sinusoidal form of mechanical vibrations.

Эта цель достигается тем, что устройство, содержащее два электромагнита с катушками возбуждения, два тиристора с коммутирующим конденсатором, якорь с упругими элементами и цепь обратной связи, снабжено еще двумя конденсатораминакопителями с дросселями-фильтрами для раздельного питания каждой из катушек возбуждения.This goal is achieved by the fact that the device containing two electromagnets with excitation coils, two thyristors with a switching capacitor, an armature with elastic elements and a feedback circuit, is equipped with two more storage capacitors with chokes-filters for separate supply of each of the excitation coils.

Форма механических колебаний электромагнитного вибратора синусоидальна, если вынуждающая сила тоже синусоидальна или постоянна и, конечно, знакопеременна. Расчеты показывают, что вынуждающая сила F ~ В² The shape of the mechanical vibrations of the electromagnetic vibrator is sinusoidal if the driving force is also sinusoidal or constant and, of course, alternating. Calculations show that the driving force F ~ In ²

т.е. пропорциональна квадрату тока и обратно пропорциональна квадрату зазора между магнитопроводом и якорем. Следовательно, при непосредственном питании устройства от источника постоянного тока из-за изменения зазора вынуждающая сила не может оставаться постоянной. А для того, чтобы она оставалась постоянной, нужно изменение тока по закону изменения зазора.· Каждый накопитель конденсатор в течение одного полупериода колебаний заряжается через свой фильтр < от общего источника постоянного тока, в течение другого полупериода, разряжаясь через катушку возбуждения, питает ее, при этом величина тока уменьшается так же, какзазор.those. proportional to the square of the current and inversely proportional to the square of the gap between the magnetic circuit and the armature. Therefore, when the device is directly powered from a direct current source due to a change in the gap, the driving force cannot remain constant. And in order for it to remain constant, a current change is necessary according to the law of the gap change. · Each drive capacitor is charged through its filter <from a common DC source for one half-cycle of oscillations, during another half-cycle, discharged through the excitation coil, feeds it, in this case, the current value decreases in the same way as the gap.

На чертеже изображена схема автоколебательного устройства.The drawing shows a diagram of a self-oscillating device.

Устройство состоит из сердечников магнитопроводов 1 и 2 на которых намотаны катушки возбуждения 3 и 4, якоря 5 с упругими элементами 6, цепи обратной связи, содержащей жестко связанный с якорем постоянный магнит 7, его охватившую катушку 8,усилители 9 и 10, цепочки 11 и 12, тиристоры 13 и 14 с конденсатором 15. далее из параллельно к катушкам возбуждения вклю5 ценных разрядных диодов 16 и 17, накопителей 18 и 19, раздельно питающих катушки возбуждения, их фильтров 20 и 21 и источника постоянного тока 22.The device consists of cores of magnetic circuits 1 and 2 on which excitation coils 3 and 4 are wound, anchors 5 with elastic elements 6, a feedback circuit containing a permanent magnet 7 that is rigidly connected to the armature and enclosing coil 8, amplifiers 9 and 10, chains 11 and 12, thyristors 13 and 14 with a capacitor 15. Further from parallel to the excitation coils, including 5 valuable discharge diodes 16 and 17, drives 18 and 19, separately supplying the excitation coils, their filters 20 and 21 and a constant current source 22.

Автоколебательное устройство работает следующим образом.Self-oscillating device operates as follows.

Колебания жестко связанного с якорем 5 постоянного магнита 7 наводит по закону электромагнитной индукции в катушке 8 ЭДС, которая, усиливаясь и формируясь в начале каждого полупериода в импульсы в соответствующих усилителях 9 и 10 и цепочках 11 и 12, поочередно открывает тиристоры 13 и 14, причем;при открывании одного тиристора другой под действием напряжения на конденсаторе 15 закрывается. Тогда в цепи, соответствующей открытому тиристору протекает ток, образованный разрядом накопителя-конденсатора на катушку возбуждения, и создается вынуждающая сила, способствующая дальнейшему движению якоря. Параметры накопителей 18 и 19 выбираются так, чтобы величина тока убывала по закону уменьшения зазора. Параметры фильтров 20 и 21 накопителей 2 выбираются таким образом, чтобы в полупериоде отключенной, цепи накопитель успевал зарядиться от. источника постоянного тока до своего номинального значения.The oscillations of the permanent magnet 7 rigidly connected to the armature 5 are induced according to the law of electromagnetic induction in the EMF coil 8, which, amplifying and forming at the beginning of each half-cycle into pulses in the corresponding amplifiers 9 and 10 and chains 11 and 12, opens thyristors 13 and 14 in turn, and ; when you open one thyristor another under the action of voltage on the capacitor 15 closes. Then, a current generated by the discharge of the storage capacitor to the excitation coil flows in the circuit corresponding to the open thyristor, and a driving force is created that contributes to the further movement of the armature. The parameters of the drives 18 and 19 are selected so that the current value decreases according to the law of reduction of the gap. The parameters of the filters 20 and 21 of the drives 2 are selected so that in the half-cycle off, the drive has time to charge from the circuit. DC source to its rated value.

Таким образом, в устройстве достигает- 3 ся условие повышения точности воспроизведения синусоидальной формы его колебаний за счет раздельного питания катушек возбуждения от отдельных накопителей с фильтрами, обеспечивающих изменения тока по закону изменения зазора и. в конечном счете постоянства магнитной индукции, следовательно, вынуждающей си5 лы.Thus, the device achieves the 3 condition for increasing the accuracy of reproduction of the sinusoidal form of its oscillations due to the separate supply of the excitation coils from separate drives with filters, providing current changes according to the law of variation of the gap and. ultimately, the constancy of magnetic induction, therefore, of coercive force.

Claims

Claim

A self-oscillating device containing a magnetic circuit with two field windings 0 connected through elastic elements to a working body, on which a speed sensor is connected, connected to the input of the amplifier, two thyristors, the first capacitor and two diodes, and the anodes of thyristors 5 connected to the corresponding field windings, different I mean that, in order to increase the accuracy of reproduction of the sinusoidal form of mechanical vibrations, a second 0 amplifier is introduced, the input of which is connected to a speed sensor, the second and third conden ators and two chokes, one of the terminals of which are connected to each other and with the plus of the power source, and the second terminals of the chokes 5 are connected to the second terminals of the field windings, cathodes of the diodes and through the second and third capacitors, respectively, with the cathodes of the thyristors with the minus of the power source, and the outputs the first and second 0 amplifiers are connected to the control electrodes of the respective thyristors, the anodes of which are connected to the anodes of the corresponding diodes and the plates of the first capacitor.