Амортизатор с автоматическим управлением

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (я) F 16 F 15/О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю, Ql

Сл

CO

Ю

>ВЫ (61) 589482 (21) 3342993/25-28 (22) 04.10.81 (46) 23.11.83. Бюл. У 43 (72) М.Д,Генкин, Э.Л.фридман, А.Г.Чистяков и В.В.Яблонский (71) Институт машиностроения им. А.А, Благонравова (53) 621-567.2(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

N 259568 кл. F 16 F 15/03, 1970 (прототип).

2. Авторское свидетельство СССР и 589482, кл. F 16 F 15/03, 1976 (прототип).

„„SU„„1055924 A (54)(57) АМОРТИЗАТОР С АВТОМАТИ.ЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ по авт. св.

N 589482, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности компенсации вибрационных сил, он снабжен электрической емкостью, включенной в цепь возбуждения вибратора, и корректируихцим звеном, вход которого присоединен к сумматору, а выход - к входам полосовых фильтров.

Изобретение относится к средствам активного гашения вибраций различных объектов.

Известен амортизатор с автоматическим управлением, содержащий размещенные между колеблющимся и изолируемым объектами упругие элементы и вибратор с системой управления 1 1.

Недостатком данного амортизатора является малая эффективность колебаний, обусловленная ограничениями на компенсирующую силу.

llo основному авт. св, У 589482 известен амортизатор с автоматическим управлением, содержащий вибратор, динамометры, упругие элементы, каждый из которых одним концом связывается с колеблющимся объектом, а другим через динамометры — с изолируемым объектом, предварительные усилители, подключенные к динамометрам, сумматор, вход которого соединен с предварительными усилителями, полосовые фильтры, каждый из которых подключен к,выходу сумматора, последовательно соединенные другой сумматор, вход которого соединен с полосовыми фильтрами, и усилитель мощности, выход которого связан с обмоткой возбуждения вибратора, размещаемого между. колеблющимся и изолируемым объектами 2 ).

Недостатком известного амортиза" тора является малая эффективность при превышении вибрационных сил уровня максимально допустимых компенсирующих сил.

Целью изобретения является повышение эффективности компенсации виб. рационных сил.

Указанная цель достигается тем, что амортизатор с автоматическим управлением, содержащий вибратор, динамометры, упругие элементы, каждый из которых одним концом связывается с колеблющимся объектом, предварительные усилители, подключенные к динамометрам, сумматор, вход которого соединен с предварительными усилителями, полосовые фильтры, каждый иэ которых подключен к выходу сумматора, последовательно соединенные другой сумматор, вход которого соединен с полосовыми фильтрами, и усилитель мощности, выход которого связан с обмоткой возбуждения вибратора, размещенного между колеблющимся и иэолируемыми объектами, снабжен электрической емкостью, 50

55 ющим вибрации. Отфильтрованные и скорректированные по фазе и амплитуде сигналы суммируются в сумматоре

11 и подаются .на усилитель 12 мощности, нагрузкой которого является обмотка 2 возбуждения вибратора 1, в цепь которого включена электрическая емкость 13, Если весь канал управления амор тизатора, начиная от электромехани1055924

2 включенной в цепь возбуждения вибратора, и корректирующим звеном, вход которого присоединен к сумматору, а выход — к входам полосовых фильтров.

На чертеже .изображена схема амортизатора с автоматическим управлением.

Амортизатор содержит вибратор 1 с обмоткой 2 возбуждения, динамометf0 ры 3, упругие элементы 4, каждый иэ которых одним концом связывается с колеблющимся объектом 5, а другим через динамометры 3 - с изолируемым объектом б, предварительные усилите15 ли 7, подключенные к динамометрам 3, сумматор В, вход которого соединен с предварительными усилителями 7, корректирующее звено 9, соединенное с выходом сумматора 8, полосовые щ0 фильтры IO, каждый из которых подключен к выходу корректирующего звена 9, последовательно соединенные другой сумматор 11, вход которого соединен с выходами полосовых фильт25 ров 10, усилитель 12 мощности, выход которого связан с обмоткой 2 возбуждения вибратора, и электрическую емкость 13, включенную в цепь возбуж- дения вибратора 1.

Амортизатор работает следующим образом.

Колеблющийся объект 5, деформируя упругие элементы 4, вызывает силовое вибрационнее возбуждение изолируе35 мого объекта 6, амплитуду и фазу которого измеряют при помощи электромеханических динамометров 3. Усиленные предварительными усилителями 7 выходные сигналы динамометров суммируются сумматором 8 и через корректирующееся звено 9 .подаются на блок 10 фильтров, в котором производится вы,деление (амортизатор может работать также и без блока фильтров 10 - в широкополосном режиме), а если тре45 буется, то и дополнительная коррекция по фазе и амплитуде тех составляющих сигнала, которые пропорцио нальны подлежащим гашению составля1О5 924

50

55 ческого динамометра 3 и кончая вибратором 13, имеет коэффициент передачи К -1, то компенсирующие силы равны по величине и противоположны по направлению вибрационным силам, и вибрация изолируемого обьекта 4 . отсутствует. Однако если вибрационные силы больше максимально допустимых

;сил, которые может развить амортизаI тор, то установка K> = -1 приведет

::к выходу из строя амортизатора. Сле довательно, в этом случае необходи. мо установить (К ) (1, что приведет

;к уменьшению эффективности виброгашения. Для увеличения максимально допустимых компенсирующих сил амортизатора в цепь обмотки 2 возбуждения вибратора 1 включена электрическая емкость 13.

Последняя может быть включена параллельно обмотке 2 возбуждения вибратора 1 или последовательно с ней.

Работа амортизатора при включении электрической емкости 13 параллельно обмотке 2 возбуждения.

Усилитель 12 мощности является усилителем тока (ток через нагрузку, которой является контур, состоящий из электрическои емкости 13 и обмотки 2 возбуждения, почти не зависит от измерения сопротивления нагрузки). На низких частотах работа амортизатора эквивалентна работе беэ электрической емкости, поскольку сопротивление электрической емкости велико и ток протекает в основном через обмотку 2 возбуждения.

При приближении к резонансу токи через обмотку 2 возбуждения и электрическую емкость 13 становятся противофазными. Величина возрастания тока в контуре зависит от его добротности и ограничивается максималь. но допустимым напряжением на контуре (т.е. на выходе усилителя мощности). Следовательно, выигрыш по, току (и по выходной силе) больше на низких частотах, где напряжение на контуре меньше максимально допустимого.

Для увеличения эффективности гашения вибраций в полосе частот вблизи резонансной частоты контура в канал управления введено корректирующее звено 9. Сопротивление корректирующей цепи должно быть равно

2 кц = Z< Ек, .где Z „ - сопротивление параллельного контура (обмотка 2 возбуждения . электрическая емкость 13);

10 !

4

21 - сопротивление обмотки возбуждения, т.е. обратно пропорционально току через обмотку 2 возбуждения.

Если усилитель мощности является усилителем напряжения, то в отличие изложенного, .особенность работы

I амортизатора заключается в том, что напряжение на нагрузке почти не зависит от изменения сопротивления нагрузки, так как выходное сопротивление усилителя 12 мощности мало. Выигрыш по выходной силе может быть получен также на низких частотах, где во избежание перегрузки по току напряжение на выходе усилителя мощности выбирают меньше максимально допустимого.

Сопротивление корректирующей цепи должно быть равно Z „ = Z .

КЦ

Работа амортизатора при включении электрической емкости 13 последовательно с обмоткой 2 возбуждения, Амортизатор, в котором используется усилитель напряжения или усилитель тока, на низких и высоких частотах работает неэффективно, так как сопротивление контура, образованного обмоткой 2 возбуждения и последовательно соединенной с ней электрической емкостью 13, велико; следовательно, ток мал. На резонансной частоте сопротивление контура уменьшается и может быть достигнут ток максимально допустимый для усилителя 12 мощности. Такое включение электрической емкости целесообразно для увеличения эффективности компенсации вибрационных сил, уровни которых превышают уровень максимально допустимых компенсирующих сил на высоких частотах, где выходной ток усилителя мощности выбирают меньше максимально допустимого.

Для увеличения эффективности гашения вибраций в полосе частот вблизи резонанса в канал управления вводится корректирующее звено 9, сопротивление которого равно сопротивлению последовательного контура, образованного обмоткой возбуждения, и последовательно подсоединенной электрической емкостью 13.

Таким образом, благодаря тому, что в цепь обмотки возбуждения вибратора включена электрическая емкость, а в канал управления введено корректирующее звено, которое настра5 1055924 d ивается таким образом, чтобы в рабо- ным силам, эффективность компенсации чем диапазоне частот компенсирующие вибрационных сил, уровни которых силы были равнц по величине и проти- превышают уровни максимально допусвоположны по направлению вибрацион- тимых компенсирующих сил, возрастает.

Составитель А.. Андреев

Редактор П. Коссей Техред М.Надь Корректор О.Билак м

Заказ 9270/29 Тираж 925 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4