Стенд линейных ускорений

 

СТЕНД ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ, содержащий испытательный стол, подвижный индуктор с постоянными магнитами и шунтами по нейтралям полюсов, станину с якорными обмотками и бесконтактный кою утатор, включающий в себя два ряда датчиков положения якорной обмотки, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона воспроизводимых ускорений, в индуктор введены дополнительные магнитные шунты, вынесенные на одно полюсное деление за пределы крайних полюсов индуктора по ходу стенда и установленные над вторым рядом датчиков положения по отношению к магнитному шунту.§

СОНИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„A

3(59 G 01 P 21 00

%Ъ, у

Й и 1 ЯфЯф Я т

<К а %13 Уб7ИлП. Ф1

М t сай за уд»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fK} ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3359695/18-10 (22) 30.11.81 (46) 07.07.83. Бюл. Р 25 (72) В.В.Андрущук, В.М.Сбоев и С.П.Иотузка (71) Ленинградский. ордена Ленина политехнический институт им.и.Н,Калинина (53) . 531.768(088.8) (56) 1. Смольников К.Г. и др. Градуировка угловых акселерометров с использованием вариаторбв скорости.

Сб. Исследование параметров движения.

Труды метрологических институтов

СССР. Вып. 139, с. 199, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

В 451952, кл. G 03 P 21/00,- 1973 . (прототип) . (54) (57) СТЕНД ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ, содержащий испытательный стол, подвижный индуктор с постоянными магнитами и Шунтами по нейтралям полюсов, станину с якорными обмотками и бесконтактный коюиутатор, включающий в себя два ряда датчиков положения якорной обмотки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона воспроизводимых ускорений, в индуктор введены дополнительные магнитные шунты, вынесенные на одно полюсное деление за пределы. крайних полюсов индуктора по ходу стенда и установленные над вторым рядом датчиков положения по отношению к магнитному шунту. е

1027628

Изобретение относится к технике испытаний и калибровки и может быть использовано для воспроизведения заданных законов изменения линейных ускорений.

Известные устройства с приводом от электродвигателей имеют невысокую точность воспроизведения законов изменения ускорения из-за наличия динамических возмущений от упругих деформаций, сил трения и нагрева Г1). 10

Поэтому широкое применение находят стенды с линейными двигателями постоянного тока, которые позволяют исключить кинематические цепи, преобразующие вращательное движение 15 электродвигателей в поступательное перемещение испытательного стола.

В этом случае удается исключить упругие деформации и люфты, которые характерны для кинематических цепей указанных аналогов, и получить высокие точности воспроизведения параметров поступательного движения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стенд, содержащий испытательный стол, подвижный индуктор. с постоянными магнитами и шунтами по нейтралям полюсов, станину с якорными обмотками и бесконтактный коммутатор,. включающий в себя два ряда датчиков положения якорной обмотки. В известном стенде используется линейный двигатель постоянного тока с полупроводниковым коммутатором. Повышенная точность работы стенда достигается тем, что индуктор машины, .содержащий постоянные магниты и шунты по нейтралям полюсов, выполнен подвижным, а обмотка якоря размещена на станине. При этом под напряжением 40 находится только та часть якорной обмотки, над которой расположен индуктор, что приводит к уменьшению тепловых потерь энергии и снижает нагрев станины. Бесконтактный комму- 45 татор исключает возмущения, связанные с механическим взаимодействием подвижных щеток и неподвижного коллектора (2).

Основным недостатком прототипа является неполное использование обмотки, расположенной под индуктором и, как следствие этого, снижение величины воспРоизводимых предельных ускорений.. Это вызвано тем, что магнитные шунты, переключающие секции якорной обмотки, расположены на нейтралях полюсов подвижного индуктора и запитывают только те секции якорной обмотки, которые электрически связаны с ними и размещены между магнитными шунтами, Поэтому часть якорной обмотки, расположенная под крайними полюсами индуктора (верхний или нижний ее слой) отключена á5 от источника питания в силу разомкнутого характера обмотки по торцам.

Цель изобретения — расширение диапазона воспроизводимых ускорений.

Поставленная цель достигается тем, что в стенде линейных ускорений, содержащем испытательный стол, подвижный индуктор с постоянными магнитами и шунтами по нейтралям полюсов, станину с якорными обмотками и бесконтактный коммутатор, включающий в себя два ряда датчиков положения якорных обмоток, в индуктор введены дополнительные магнитные шунты, вынесенные на одно .полюсное деление за пределы крайних полюсов индуктора по ходу стенда и установленные над .вторым рядом датчиков положения по отношению к основному магнитнему шунту.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема предлагаемого стенда линейных ускорений, на фиг. 2 электрическая схема коммутатора, на фиг. 3 — электрическая схема питания обмотки якоря при работе полупроводникового коммутатора.

Каждая секция якорной обмотки переключается полупроводниковым коммутатором, в ячейке которого содержатся транзисторы 1 и 2, обратные диоды 3 и 4, индуктивные датчики 5-8 положения, расположенные в два ряда вдоль якорной обмотки, импульсные трансформаторы 9 и 10, выпрямительные мосты 11 и 12 и резисторы 13 и 14.

Магнитные шунты северного 15 и южного 1б полюсов размещены на геометрической нейтрали полюсов и осуществляют коммутацию секций якорной обмотки. Каждый из этих шунтов движется по соответствующему ряду датчиков положения. Дополнительные магнитные шунты северного 17 и южного 18 полюсов вынесены по ходу движения на одно полюсное деление и размещены над вторым по отношению к основному шунту рядом датчиков положения, Индуктор 19 перемещается по направляющей 20. Якорные обмотки 21 и 22 размещены вдоль хода машины на станине 23, Каждая ячейка коммутатора состоит из транзисторного ключа, образованного последовательным соединением транзисторов 1 и 2 и шунтированных диодов 3 и 4, индуктивных датчиков 5-8 положения, развязывающих трансформаторов 9 и 10, Датчики положения размещены в два ряда вдоль якорной обмотки, причем над первым рядом расположен магнитный шунт 15 северного полюса, над вторым рядом .магнитный шунт 16 южного полюса, Обмотка датчиков 5 и 7 положения соединены через раэвязы -aetna трансформатор 9 и выпрямитель " 1 с базой

1027628 транзистора 1. Обмотки датчиков 6 и 8 положения соединены через развязывающий трансформатор 10 и выпрямитель 12 с базой транзистора 2.

Для обеспечения надежного закрытия транзистора коммутатора при отсутствии сигнала с датчиков положения .входные выводы транзисторов шунтиро. ваны резисторами 13 и 14. Питаетоя двигатель от источника питания пос тоянного тока V .Датчики 5 и 8 поло- 1О жения через ключ 24 подключают к генератору 25 прямоугольных импульсов, а датчики б и 7 положения через ключ 26 подключают к генератору 25 прямоугольных импульсов. Вторые вхо- 5 ды ключей 24 и 26 присоединены к противофазным выходам триггера 27, на вход которого подают управляющий сигнал задающего устройства 28.

Стенд линейных ускорений работает следующим образом.

При положительном сигнале управления на выходе эацакицего блока 28 (фиг. 2) триггер 27 переходит в первое устойчивое состояние, Высокий выходной потенциал, снимаемый с верхнего плеча триггера 27, открывает ключ 24 и присоединяет обомотки соответствукицих датчиков положения пер-. вого и второго ряда к генератору 25 импульсов. Вторая шина питания.при этом обесточена. Магнитный шунт 15 северного полюса насыщает сердечник индуктивного датчика 5 и подводит напряжение генератора 25 к первичной обмотке трансформатора 9. Сост- 35 ветственно на выходе этого трансформатора появляется напряжение, которое после выпрямления в диодном мос-. ту 11 открывает транзистор 1. Одновременно магнитный шунт 16 южного:. 40 полюса насыщает сердечник датчика 8 положения и подводит напряжение генератора 25 к первичной обмотке трансформатора 10. Выходное напряже1 ние трансформатора 10 через выпрями- 45

I тель 12 открывает транзистор 27 и подключает обмотку 22 (21) якоря к минусу источника питания 0

Аналогично работаю .дотГОлнительные магнитные шунты 17 и 18 северного и южного полюсов, которые откры- вают соответственно нижний и верхний транзисторы своих ячеек. Образуются две параллельные ветви, по которым течет ток от источника питания, и 55 создается движущая сила. По мере перемещения индуктора магнитные шунты 15-18 включают другие датчики положения первого и второго ряда, осуществляя при этом поочередную коммутацию секций якорной обмотки.

При отрицательном сигнале управления на выходе задакицего блока 28 триггер 27 переходит во второе устойчивое состояние, ключ 24 закрывается, а ключ 26 открывается. В этом случае включаются в работу датчики 6,7 и 6 и 7 положения, которые питаются от генератора 25 прямоуголь. ных импульсов через ключ 26, По описанной последовательности открываются транзисторы 2 и 1 от основных магнитных шунтов 15 и 16.и соответствующие транзисторы от дополнительных магнитных шунтов 17 и 18. Вновь образуются две гараллельные ветви, включенные к противоположным зажи-. мам;источника питания. Через секции якорной обмотки течет ток противоположного направления и появляется движущая сила, перемещающая индуктор в обратном направлении. Регулировать скорость движения индуктора можно изменением величины напряжения Vo . Направление. движения определяют полярностью сигнала эадакицего блока 28.

Открытые транзисторы условно обозначены щетками 29 и 30 соответствукицей полярности (фиг. 3) ° Под полюсами индуктора 19 под напряжением оказывается только часть якорной обмотки 22, соответственно верх,ний и нижний слой двухслойной обмотки. Это положение сохраняется при многополюсном индукторе, когда под крайними полюсами эапитан только один слой обмоток. В промежутке между крайними полюсами (средние полюса) под напряжением окаэываютск оба слоя обмоток. На этом же рисунке пунктиром показаны дополнительные щетки 31 и 32, вынесенные за пределы индуктора 19 на одно полюсное деление по отношению к основным щеткам 29 и 30. С учетом действия дрполнительных щеток 31 и 32 под напряжением оказываются оба слоя якорной обмотки 22, т.е. часть якорной обмотки 22„ расположенная под крайними полюсами индуктора 19, формирует полное тяговое усилие.

Таким образом, введение дополнительных магнитных шунтов и вынесение их на одно полюсное деление позволяет существенно (практически в

2 раза) увеличить тяговое усилие индуктора и при прочих равных условиях во столько же раз увеличить ампитуду .воспроизводимых стендом линейных ускорений.

1027628

1027б 28

Составитель.Н.Мараховская

Техред И.Гайду Корректор A.Ôåðåíö Редактор A.Kypax

Фйлиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 4731/49. Тираж 873 Подписное

J ВНИИПИ- Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5