SU946686A1 - Электродинамический вибростенд - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технике испытаний на вибропрочность и виброустойчивость и может быть использовано в любой отрасли машиностроени . Известен электродинамический вибростенд , в котором дл  корректировани  его характеристики с подвижной системой возбудител  колебаний св за на подвижна  катушка электродинамического датчика скорости, магнитна  система которого упруго установлена на корпусе возбудител  f1. Б св зи с тем, что частота собственных колебаний магнитной системы датчика выбираетс  весьма низкой, сигнал датчика прив зан к абсолютной системе координат, а не к корпусу возбудител  колебаний. Это обсто тельство не позвол ет использовать сигнал датчика дл  дешифрировани  собственных колебаний подвижной системы возбудител . Известен электродинамический возбудитель колебаний, который дл  корректировани  его характеристики снаб  ен катушкой, индуктивно св занной с подвижной катушкой возбудител , закрепленной на общем с ней магнитопроводе , или установленной в воздушном зазоре и св занной с подвижной системой, если катуипса возбуждени  закреплена неподвижно на магнитопроводе f2J. Б сигнале обратной св зи присутствуют значительные по величине составл ющие, отражак цие искажени  в усилительном тракте вибростенда, а также наведенные пропорционально коэффициенту передачи между индуктивно св занными катушками. Это не позвол ет использовать сигнал обратной св зи дл  измерени  колебательной скорости подвижной системывозбудител . Кроме того, дл  эффективной работы таких возбудителей необходимо вьшолнение магнитопровода, общего дл  подвюхной и неподвижной катушек, шихтованным из трансформаторной стали. Известен электродинамический возбудитель колебаний с двум  раздельными , жестко соединенными между собой магнитными системами, в кольцевые зазоры которых помещены подвижные катушки, соответственно возбудител  и датчика скорости, соединенные между собой стержнем зJ. В таком возбудИте;%е длинный стержень, соедин ющий подвижные катушки , обуславливает наличие сильного резонанса в сравнительно низкочастотной области рабочего диапазона частот возбудител  колебаний, который затрудн ет его применение при испытани х, например, в режиме случайных колебаний.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  электродинамический вибростенд, содержащий магнитодровод, упруго подвешенный каркас с катушкой, размещенной в воздушном зазоре магнитопровода , усилитель мощности, выходом подключенный к катушке, и обмотку обратной св зи, подключенную через звено обратной св зи ко входу усилител  мощности 4j.

Сигнал обратной св зи в таком вибростенде нельз  использовать дл  измерени  колебательной скорости системы возбуждени , так как в нем содержитс  составл юща , наведенна  в катушке обратной св зи за счет трансформации сигнала подвижной катушки .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности воспроизведени  колебаний .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в электродинамическом вибростенде , содержащем магнитопровод, упруго подвешенный каркас с катушкой размещенной в воздуишом зазоре магнитопровода , усилитель мощности, выходом подключенный к катушке, и обмотку обратной св зи, подключенную через звено обратной св зи ко входу усилител  мощности, он снабжен ферромагнитньп-л  корем, жестко закрепленным на каркасе, а обмотка обратной св зи закреплена на магнитопроводе и взаимодействует с ним.

Якорь может быть выполнен из магнитом гкого материала-, или из намагниченного магнитотвердого материала.

На чертеже представлена схема электродингимического вибростенда.

В кольцевом воздзушном зазоре 1 магнитопровода 2 расположен упруго подвешенный каркас 3 с катушкой 4, подключенной к выходу усилител  5 мощности. Обмотка 6 обратной св зи подключена через звено 7 обратной св зи ко входу усилител  5 мощности Обмотка 6 обратной св зи закреплена неподвижно на магнитопроводе. К каркасу 3 жестко прикреплен .ферромагнитный  корь 8, взаимодействующий с магнитопроводом 2 и обмоткой 6 об .ратной св зи. Якорь 8 может быть выцолнвн из магнитом гкого материала, например, из технически чистого железа (железа Армко), или из намаг .ниченного магнитотвердогр материала например, из алюминий-никель-кобгшь ,тового сплава (альнико, магнико, РЭНДК и т.д.) .

Электродинамический вибростенд рботает следующим образом.

Электрический сигнал U(t), например , измен ющийс  по гармоническому закону, подаетс  на вход усилител  Б мощности, и вызывает ток I(t) в катушке 4, наход щейс  в посто нном магнитном поле воздушного зазора 1.

Возникающа  при этом сила

FCt) I(t)-

где В. - индукци  магнитного пол  в

воздушном зазоре; .jf - длина проводника катушки 4 воздейству  на катушку 4, а с ней и на каркас 3 с жестко закрепленным на ней  корем 8, вызовет их перемещение вдоль оси х-х. В результате изменени  магнитного сопротивлени  в промежутке между  корем 8 и магнитопроводом 2 в обмотке 6 обратной св зи наведетс  ЭДС, пропорциональна  скорости изменени  величины магнитного пол , а значит и скорости перемещени  каркаса 3 (подвижной системы вибровозбудител ).

Этот сигнал D(V) может быть испрказан дл  измерени  скорости подвижной cиcтe /шI, так как не имеет других составл ющих.

Сигнал U(V) через звено 7 обратной св зи одновременно с сигналом возбуждени  U(t) подаетс  на вход усилител  5 мощности.

Первый (.низший) механический резонанс электродинамического возбудител  колебаний определ етс  массой подвижной системы возбудител  и жесткостью ее подвеса. В св зи с этим в области низких частот колебательную систе.1у электродинамического возбудител  можно рассматривать как систему с ОДНОЙ степенью свободы, . дл  которой уравнение движени  записываетс  в виде

rviX fiy4cy--F(i),

-масса подвижной систегде m h мы,

-трение в подвесе подвих ной системы;

-жесткость подвеса подвижной системы;

.К ft)

-напр жение на катушке 4,

-полное входное сопрог тивление катушки 4.

Напр жение на катушке 4 может быть записано в виде

)--jbKy U(V)(t)

0 где fj - коэффициент обратной св зи , определ емой звеном 7/ Kyj - коэффициент передачи усилител  5 мощности.

Claims (4)

1. U(V 1,х В 7 индукци  магнитного пол  в зоне обмотки 6; 1.2. - длина проводника обмотки X -. колебательна  скорость подвижной системы ( ко . р  8). Подставив в уравнение движени  выражение дл  IVjuCt) и собрав, коэЛфи-, циенты при X, получаем Х+С1в-|Ь 23 4vMlx a; x-- KvMUW где Ш У| Коэффициент обратной св зи, при котором будут подавлены собственные колебани  подвижной систеюа во будител , определ етс  из услови  достижени  критического затухани  o-ie B-,Bae-,i liyM Обеспечение демпфировани  вплоть до подавлени  собственных колебаний на первой резонансной частоте позвол ет повысить точность воспроизве дени  закона изменени  задающего сигнала U(t), т.е. повышение точнос ти воспроизведени  колебаний. Выполнение обмотки 6 неподвижной повышает надежность работы возбудител , так как отпадает необходимост в сложном и малонадежном конструктивном элементе - подвижном токопод воде к ней. Формула изобретени  1 ЭлектродинсМический вибростенд, сй Е1ёржащий магнитопровод, упруго подвешенный каркас с катуиосой, размещенной в воздушном зазоре магнитопровода , усилитель мощности, выходом подключенный к«катушке, и обмотку обратной св зи, подключенную через звено обратной св зи к входу усилител  мощности, отличающийс   тем, ЧТО, с целью повьвлени  точности воспроизведени  колебаний, вибростенд снабжен ферромагнитным  корем, жестко закрепленнЕлл на каркасе , а обмотка обратной св зи закреплена на магнитопроводе и взаимодействует с  корем. 2.Вибростенд по п.1, о т л и чающийс  тем, что  корь выполнен из магнитом гкого материгша.3 .Вибростенд по п.1, от л и ч ающи и с   тем, что  корь выполнен из Нс1магниченного магнитотвердого материала. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Vibration Developing Industry INC, 123 Umogae-cho , Kita-Ku, Osaka, Japan. Возбудитель колебаний серии R,
2. 2.Авторское свидетельство СССР №403449, кл. В Об В 1/4, 1971.
3. 3.Брюль и Къер, Нэрум, Дани , Калибратор дл  акселерометров. Модель 4291.
4. 4.Авторское свидетельство C(JCP №657869, кл. В 06 В 1/04, 1972 (прототип ) .

   14 /