Устройство управления электромагнитным вибратором

 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в вибропитателях, вибротранспортерах, виброподъемниках и т.п. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение удобства эксплуатации. Устройство содержит электромагнит 7, вибратор, шунтированный диодом 8 и связанный с источником постоянного напряжения, фазовый детектор 2, задающий генератор 1, дифференциальный усилитель 12, интегрирующую цепочку 10, 11 двухуровневые компараторы 3, 13 и ключи 5, 6 и 14. Устройство обеспечивает автоматическую подстройку частоты задающего генератора на резонанс частот механической системы и стабилизацию амплитуды механических колебаний. 2 ил.

Изобретение относится к вибрационной технике, а более конкретно - к техническим средствам возбуждения механических колебаний с помощью электромагнитного преобразователя, и может быть использовано в различных областях техники. Наиболее перспективно применение предлагаемого технического решения в вибропитателях, вибротранспортерах, виброподъемниках и т.п., причем в наибольшей степени его преимущества проявляются при возбуждении колебаний систем с меняющейся в ходе работы массой.

Целью изобретения является упрощение устройства повышения удобства его эксплуатации.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы работы узлов функциональной схемы.

Устройство управления электромагнитным вибратором содержит задающий генератор 1, фазовый детектор 2, первый двухуровневый компаратор 3, широтно-импульсный модулятор (ШИМ) 4, первый ключ 5, второй ключ 6, электромагнит 7 вибратора, шунтирующий диод 8, управляемый источник тока 9, регулировочный резистор 10 и зарядный конденсатор 11 интегрирующей цепочки, дифференциальный усилитель 12, измерительный шунт 13, третий ключ 14, амплитудный детектор 15, фильтр низких частот 16 и управляемый повторитель-инвертор 17, входящие в состав фазового детектора 2, второй двухуровневый компаратор 18.

Работа устройства происходит следующим образом.

Пилообразный сигнал с выхода генератора 1 (фиг. 2, а) поступает в ШИМ 4, в котором как результат сравнения с сигналом с блока 15 и с сигналом задания на опорном входе вырабатываются импульсы (фиг. 2, в). Сформированные таким образом импульсы поступают на управляющие входы ключей 5 и 6. Ключ 6 подключает источник стабильного тока 9 к цепочке 10, 11, постоянная времени разряда которой выбирается равной постоянной времени разряда цепи, в которую входит индуктивность электромагнита и последовательно соединенных сопротивления измерительного шунта 13 и диода 8.

Колебания платформы вибратора вызывают изменение воздушного зазора в магнитной цепи и, следовательно, индуктивности колебательной системы, что в свою очередь приводит к появлению в экспоненте разрядного тока гармонической составляющей (фиг. 2, е), однозначно определяющей частоту, амплитуду и фазу колебаний платформы. Дифференциальный усилитель 12 производит вычитание из кривой тока разряда (фиг. 2, е) эталонной экспоненты (фиг. 2, ж), снимаемой с цепочки 10, 11. Результат вычитания в виде искаженной синусоиды (фиг. 2, з) поступает на вход амплитудного детектора 15. За счет изменения ширины импульса (фиг. 2, в) при этом компенсируется действие на платформу вибратора внешних сил.

Двухуровневые компараторы вырабатывают импульсы "Строб 1" и "Строб 2" - фиг. 2, г и 2, д. "Строб 1" поступает на управляющий вход ключа 14, что позволяет вырезать из разностного сигнала усилителя 12 симметричный (при f= f_рез) относительно максимума участок синусоиды. "Строб 2" делит "Строб 1" пополам, а повторитель-инвертор меняет знак входного сигнала в соответствии с уровнем логического сигнала на своем управляющем входе.

При отклонении частоты колебаний механической системы от частоты f_рез меняется соотношение отрицательных и положительных площадей фигур, ограниченных участком синусоиды и "Стробом 1".

Сигнал рассогласования через фильтр низких частот поступает на управляющий вход генератора 1, замыкая тем самым обратную связь по частоте.

Таким образом, устройство управления обеспечивает автоматическую подстройку частоты задающего генератора на резонанс частоты механической системы и стабилизацию амплитуды механических колебаний. Это позволяет стабилизировать скорость подачи вибропитателем или вибротранспортером деталей в зону обработки при изменении массы механической системы.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ВИБРАТОРОМ, содержащее электромагнит, обмотка которого шунтирована диодом и подключена к источнику постоянного напряжения через первый ключ, фазовый детектор и задающий генератор, управляющий вход которого подключен к выходу фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения удобства эксплуатации, оно содержит последовательно соединенные дифференциальный усилитель и амплитудный детектор, выходом подключенный к информационному входу широтно-импульсного модулятора с задатчиком на опорном входе, интегрирующую цепочку, образованную соединенными через второй ключ управляемым источником тока и зарядным конденсатором, параллельно которому включен регулировочный разрядный резистор, первый и второй двухуровневые компараторы, подключенные входами к выходу задающего генератора и синхровходу широтно-импульсного модулятора, выходом соединенного с управляющими входами первого и второго ключей, третий ключ и измерительный шунт в цепи обмотки электромагнита, при этом фазовый детектор выполнен в виде последовательно соединенных управляемого повторителя-инвертора и фильтранизких частот, выход которого является выходом фазового детектора, вход управления повторителя-инвертора подключен к выходу первого двухуровневого компаратора, информационный вход повторителя-инвертора через третий ключ, управляющим входом связанный с выходом второго двухуровневого компаратора, подключен к выходу дифференциального усилителя, входами соединенного соответственно с выводом разрядного резистора интегрирующей цепочки и выводом измерительного шунта в цепи обмотки электромагнита, причем вход управления источника тока соединен с выходом дифференциального усилителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2