Двухтактный электромагнитный вибратор

 

Использование: в виброперемешивающих устройствах, вибростендах, виброситах и т.д. Сущность изобретения: подвижная часть выполнена в виде неферромагнитного коромысла 2, закрепленного на упругой системе 3 с возможностью вращательного движения вокруг неподвижной центральной оси, с двух сторон которого на диаметрально противоположных концах закреплено по два ферромагнитных якоря 4, 5 и 6, 7, а соответствующие им электромагниты 8-11 установлены на неподвижном основании 1, причем обмотки противоположных накрест лежащих электромагнитов 12, 13 и 14, 15 соединены параллельно и через последовательно включенные конденсаторы 16,17 подсоединены к источнику переменного напряжения 18. За счет периодического синхронного возникновения и расстройки резонансных состояний в накрест лежащих электромагнитах 8, 11 и 9, 10 в системе возникают устойчивые угловые колебания подвижной части 2 с собственной частотой колебаний механической системы , которая ниже частоты питающей сети. Коромысло 2 на упругой системе 3 повышает точность колебаний. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. СО С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 К 33/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4803528/07 (22) 20.03.90 (46) 15,09.92. Бюл. ¹ 34 (71) Научно-исследовательский институт прикладной механики и математики МГТУ им. Н,Э.Баумана (72) А,И,Коцюбинский, Ю.Е,Нитусов и В.А,Щербинин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1265934, кл, Н 02 К 33/14, 1986, Авторское свидетельство СССР

¹ 1332475, кл. Н 02 К 33/02, 1987, (54) ДВУХТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ВИБРАТОР (57) Использование; в виброперемешивающих устройствах, вибростендах, виброситах и т.д, Сущность изобретения; подвижная часть выполнена в виде неферромагнитного коромысла 2, закрепленного на упругой системе 3 с возможностью вращательного

Изобретение относится к электромагнитным вибрационным устройствам и может быть использовано в виброперемешивающих устройствах, вибростендах, виброситах и т, п, Целью изобате-ения является повышение точности отработки колебаний подвижной части при обеспечении углового перемещения с частотой ниже частоты питающей сети, На фиг,1 представлена функциональная схема вибратора; на фиг.2 — вариант его принципиальной схемы.

Вибратор содержит неподвижное основание 1, подвижную часть, выполненную в виде неферромагнитного коромысла 2, закрепленного на упругой системе 3 с возмож. Ы, 1762371 А1 движения вокруг неподвижной цен-,ральной оси, с двух сторон которого н" диаметрально противоположных концах закреплено по два ферромагнитных якоря 4, 5 и 6, 7, а соответствующие им электромагниты 8-11 установлены на неподвижном основании 1, причем обмотки противоположных накрест лежащих электромагнитов 12, 13 и

14, 15 соединены параллельно и через последовательно включенные конденсаторы

16, 17 подсоединены к источнику переменного напряжения 18. 3а счет периодического синхронного возникновения и расстройки резонансных состояний в накрест лежащих электромагнитах 8, 11 и 9, 10 в системе возникают устойчивые угловые колебания подвижной части 2 с собственной частотой колебаний механической системы, которая ниже частоты питающей сети.

Коромысло 2 на упругой системе 3 повышает точность колебаний. 2 з.п, ф-лы, 2 ил. ностью вращательного движения относительно неподвижной центральной оси. На диаметрально противоположных концах коромысла с двух сторон в плоскости его вращения закреплено по два ферромагнитных якоря 4, 5, 6, 7. Соответствующие им электромагниты 8, 9, 10, 11 закреплены на неподвижном основании 1, Обмотки противоположных накрест лежащих электромагнитов 12, 13 и 14, 15 соединены параллельно и через последовательно включенные конденсаторы 16 и 17 подсоединены к источнику переменного напряжения 18.

Возможен другой вариант включения обмоток электромагнитов, показанный на фиг.2, Обмотки 12, 13 и 14, 15 также соединены параллельно. Параллельно к ним подключе1762371 ны конденсаторы 16 и 17, образуя параллельные резонансные контуры, которые соединены последовательно и подключены к источнику переменного напряжения 18.

Вибратор работает следующим образом. Электромагниты 8 и 9, обмотки которых

12 и 15 подключены к источнику переменного напряжения 18 через конденсаторы 16 и 17, образуют двухтактный низкочастотный электромагнитный вибратор. Электромагкиты 10 и 11 с обмотками 13 и 14, которые аналогично подключены к источнику переменного напряжения 18 через конденсаторы 16 и 17, также образуют двухтактный электромагнитный вибратор, Однако, в силу того, что обмотки 12, 13 и 14, 15 этих вибраторов соединены параллельно и, следовательно, напряжения на них одинаковые, рассмотренные два двухтактных вибратора синхронизированы. Емкости конденсаторов 16 и 17 выбраны таким образом, что при некотором промежуточном зазоре между якорем и полюсами каждого электромагнита в цепи его питания возникает резонанс напряжений. При подаче напряжения rà обмотки электромагнитов в силу неустойчивости исходного состояния, начинается притяжение, например, якоря 4 к полюсам электромагнита 8. Ток в обмотке 12 возрастает, т,к. из-за уменьшения воздушного зазора между якорем 4 и полюсами электромагнита 8 в цепи его питания происходит настройка на резонанс. Одновременно воздушный зазор между якорем 5 и полюсами электромагнита 9 возрастает, и ток в обмотке 15 уменьшается из-за расстройки резонанса. Увеличение тока в обмотке 12 и его уменьшение в обмотке 15 приводит к соответствующему увеличению усилия со стороны электромагнита 8 и уменьшению усилия со стороны электромагнита 9.

Таким образом возникает вращающий момент, приводящий к угловому перемещению коромысла 2 с закрепленными на нем якорями, по часовой стрелке. По мере дальнейшего движения после прохождения якорем 4 промежуточного зазора, при котором возникает резонанс напряжений, тяговое усилие электромагнита 8 начинает уменьшаться. Од.днако при этом возрастает противодействующее усилие со стороны деформиро- ванных упругих элементов 3, которое при некотором значении воздушного зазора начинает превышать значение тягового усилия со стороны электромагнита

8, что приводит к отталкиванию якоря 4 от его полюсов, и одновременно к приближению якоря 5 к полюсам электромагнита 9. В цепи его питания, так же как и в предыдущем случае, происходит настройка на резонанс

55 (а в цепи питания электромагнита 9 — расстройка), что вызывает увеличение тягового усилия электромагнита 9 и уменьшение усилия электромагнита 8. Возникающий при этом момент приводит к вращению коромысла 2 против часовой стрелки. По мере его движения резонансное состояние в цепи питания электромагнита 9 расстраивается, его тяговое усилие уменьшается, но возрастает противодействующее усилие со стороны упругой системы 3, что приводит к отталкиванию якоря 5 от электромагнита 9, Таким образом, возникают устойчивые угловые колебания подвижной части с частотой, равной собственной частоте колебаний, Так как действия электромагнитов 8, 11 и 9, 10 синхронизированы за счет параллельного соединения их обмоток, то это приводит к увеличению мощности рассматриваемого вибратора, а также к статической разгрузке опоры, вокруг которой KopoMblcilG

2 совершает угловые колебания, что повышает точность отработки колебаний подвижной части.

В случае включения по схеме фиг,2, емкости конденсаторов 16 и 17 выбираются так, что в процессе притяжения якорей 5 и

6 электромагнитами 9 и 10 при некотором промежуточном зазоре происходит настройка на резонанс токов в контуре, образованном обмотками 12 и 13 и конденсатором 16

Это увеличивает напряжение 02 на этих обмотках, и, следовательно, противодействующую силу алек ромагнитов 8 и 11, Одновременно с этим происходит расстройк.резонанса токов в контуре, образованном обмотками 14 и 15 и конденсатором 17, чтс вызывает уменьшение напряжения Ui u следовательно, тянущего усилия электро магнитов 9 и 10. Это приводит к измененик направления движения подвижной части

Затем процессы повторяются с той лиш разницей, что при обратном движении по движной части происходит настройка на ре зонанс токов в контуре с обмотками 14 и 15 и расстройка резонанса токов в контуре < обмотками 12 и 13. Таким образом в систем также возникают устойчивые колебания частотой ниже частоты питающей сети.

Итак, за счет периодического синхрон ного возникновения и расстройки резонан сных состояний в накрест лежащи: электромагнитах 8, 11 и 9, 10 в систем< возникают устойчивые угловые колебани, подвижной части с частотой, равной собст венной частоте колебаний механическо системы, т.е. с частотой ниже частоты пита ющей сети, Закрепление коромысла 2 н; упругой системе с возможностью вращени. вокруг неподвижной центральной оси и со

1762371 ответствущее расположение электромагнитов обеспечивае повышение точности отработки колебаний подвижной части.

Формула изобретения

1. Двухтактный электромагнитный вибратор, содержащий два электромагнита переменного тока, ферромагнитный якорь, жестко связанный с подвижной частью, упругая система подвески подвижной части, причем обмотки электромагнитов соединены с конденсаторами и образуют два одинаковых резонансных контура, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем повышения точности отработки колебаний подвижной части при обеспечении углового перемещения с частотой ниже частоты питающей сети, он снабжен неподвижным основанием, дополнительными ферромагнитными якорями и двумя дополнительными электромагнитами переменного тока с обмотками, а подвижная часть выполнена в виде коромысла из немагнитного материала, закрепленного в подвеске с возможностью вращения вокруг неподвижной оси, по обеим сторонам которой на прогивоположных концах коромысла закреплены по два

5 ферромагнитных якоря, а два основных и два дополнительных электромагнита закреплены на неподвижном основании по разные стороны коромысла в плоскости его вращения, причем, обмотки противополож10 ных накрест лежащих электромагнитов соединены параллельно.

2. Вибратор по и, 1. отл и ч а ю щи йс я тем, что каждый конденсатор включен последовательно с обмотками противопг

15 ложных накрест лежащих эчектрома"H,. тов, а образованные последовательные резонансные контуры соединены параллельно.

3. Вибратор по и. 1, о .. л . ч э ю щ и й—

20 с я тем, что каждый конде caòàý включен параллельно с обмотками противоположных накрест лежащих электромагнитов, а образованные параллельные резонансные контуры соединены последовательно.

1762371

Составитель А. Коцюбинский

Редактор М, Васильева Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор П. Гереши

Заказ 3263 Тираж Подписное

BÍÈÈÏÈ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул,Гагарина, 101