Устройство для питания электромагнитного вибровозбудителя

 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для возбуждения колебаний механических колебательных систем с электромагнитными вибровозбудителями, работающими в однорезонансном режиме. Цель изобретения - улучшение тяговых характеристик. Устройство содержит четыре диода, с оединенных по схеме выпрямительного моста, в выходную цепь которого включены последовательно соединенные полуобмотки, общая точка которых соединена с одной из обкладок конденсатора и с одним выводом для подключения источника переменного напряжения, другая обкладка конденсатора соединена с одним из входов выпрямительного моста, другой вход которого соединен с другим выводом для подключения источника переменного напряжения. Рассмотрены случаи встречного и согласного включения полуобмоток. При встречном включении полуобмоток входной ток имеет малое значение, а напряжение - сравнительно большое для получения необходимой величины амплитуды колебаний якоря. При согласном включении такая же амплитуда колебаний якоря возможна при меньшем значении входного напряжения , но большем значении входного тока. Вследствие большой величины подмагничивания согласное включение полуобмоток рационально при малых амплитудах колебаний якоря, а для больших амплитуд следует применять встречное включение. При обоих видах включения тяговые характеристики улучшаются за счет повьшгения степени рекуперативного использования энергии во внутренней цепи электромагнита и согласования электрических и механических параметров. 2 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU,,» 12 722 (51) 4 Н 01 F 7/18

1 I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3878337/24-07 (22) 01.04.85 (46) 15.12.86. Б . №- 46 (71) Рижское ордена Ленина производственное объединение ВЭФ им. В.И.Ленина (72) Я.Я.Либерт и Д.К.Сниедзе (53) 621.318.3-5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 836687, кл. Н 01 F 7/18, 1975.

Авторское свидетельство СССР

¹- 600632,,кл Н 01 Н 47/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 948464, кл. В 06 В 1/04, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для возбуждения колебаний механических колебательных систем с электромагнитными вибровозбудителями, работающими в однорезонансном режиме.

Цель изобретения — улучшение тяговых характеристик. Устройство содержит четыре диода, соединенных по схеме выпрямительного моста, в выходную цепь которого включены последовательно соединенные полуобмотки, общая точка которых соединена с одной из обкладок конденсатора и с одним выводом для подключения источника переменного напряжения, другая обкладка конденсатора соединена с одним из входов выпрямительного моста, другой вход которого соединен с другим выводом для подключения источника переменного напряжения. Рассмотрены случаи встречного и согласного включения полуобмоток. При встречном включении полуобмоток входной ток имеет малое значение, а напряжение — сравнительно большое для получения необходимой величины амплитуды колебаний якоря. При согласном включении такая же амплитуда колебаний якоря возможна при меньшем значении входного напряжения, но большем значении входного тока. Вследствие большой величины подмагничивания согласное включение полуобмоток рационально при малых амплитудах колебаний якоря, а для больших амплитуд следует применять встречное включение. При обоих видах включения тяговые характеристики улучшаются за счет повышения степени рекуперативного использования энергии во внутренней цепи электромагнита и согласования электрических и механических параметров. 2 ил.

1277225

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для возбуждения колебаний механичес,ких колебательных систем с электромагнитными вибровозбудителями, работающими в околорезонансном режиме.

Цель изобретения — улучшение тяговых характеристик.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство со встречно включенными полуобмотками; на фиг.2 — то же, с согласно включенными полуобмотками.

Устройство для питания электромагнитного вибровозбудителя содержит магнитопровод 1 с расположенными на нем полуобмотками 2 и 3, конденсатор

4 и диоды 5-8, включенные по схеме выпрямительного моста, в выходную диагональ которого включены последовательно соединенные полуобмотки 2 и 3, общая точка которых и один вывод конденстора 4 подключены к одному зажиму источника 9 перменного напряжения, а во входную диагональ включены другой вывод конденсатора 4 и зажим источника 9 переменного напряжения, а магнитопровод 1 установлен с зазором относительно якоря 10 посредством упругой подвески 11. Полуобмотки 2 и 3 могут быть включены как встречно, так и согласно.

Электромагнитный вибровозбудитель работает следующим образом.

В полупериод ЭДС источника 9, соответствующий проводимости диода 5, основной ток протекает через полуобмотку 2 и диод 5, а в другой полупериод ЭДС источника 9 основной ток протекают через диод б и полуобмотку

3. В каждой полуобмотке 2(3) в интервале времени присутствия тока в начальной части интервала дополнительный ток обусловлен ЭДС вэаимоиндукции, а в конечной части дополнительный ток обсуловлен ЭДС самоиндукции, причем дополнительные точки замыкаются через последовательно включенные диод 7(8) и конденсатор 4, а также по контуру — полуобмотки 2 и 3 и параллельно включенные пары диодов 5, б и 7, 8. Если ЭДС самоиндукции и .взаимоиндукции одной обмотки в соответствующие интервалы времени производят зарядку конденсатора 4, то последний разряжается через контур, содержащий другую полуобмотку. Импульсы тока, проходящие через полуобмотки 2 и 3 электромагнитного виб.ровозбудителя колебаний, наводят пульсирующее магнитное поле, вызывающее механические колебания якоря частотой в 2 раза большей частоты переменного тока источника. Вследствие того, что

5 индуктивность имеет нелинейный характер, оптимальную величину конденсатора 4 устанавливают экспериментально по критерию минимизации удельных входных параметров, например по наи1О меньшему входному току при наибольшей амплитуде колебаний якоря, в режиме ферромеханического резонанса (при встречно включенных полуобмотках).

При встречном включении полуобмоток 2 и 3 (фиг.1) соответственно полупериодам ЗДС источника питания основной ток {входной) через нагрузку имеет знакопеременный импульсный ха2О рактер, магнитный поток знакопеременный с перемагничиванием магнитопровода. При соответственной величине конденсатора 4, оптимальную величину которого определяют в зависимости от

25 конструктивных параметров электромагнита и необходимой амплитуды колебаний якоря, а также упругой подвески, настроенной на частоту, равную удвоенной частоте источника пеЗО ременного тока, имеет место явление сложного ферромеханического резонанса, характеризующегося феррорезонансом токов в электрической схеме цепи во взаимосвязи с резонансными мехаЗ5 ническими колебаниями системы. В динамическом режиме работы устройства на первом этапе в интервале времени, когда входной ток в неразветвленной цепи и в полуобмотке 2 имеет нулевое

4О значение, в полуобмотке 3 ток.обусловлен за счет разряда конденсатора

4, на втором этапе — в интервале времени, когда проходит входной импульс тока в неразветвленной части цепи и

45 через полуобмотку 2, конденсатор 4 производит заряд за счет накопленной магнитной энергии в полуобмотке

3 в виде тока самоиндукции, на третьем этапе — в интервале времени, 5О когда входной ток в полуобмотке 3 имеет нулевое значение, в полуобмотке 2 ток обусловлен за счет разряда конденсатора 4 через полуобмотку, на четвертом этапе — в интервале вре55

5 мени, когда в неразветвленной части цепи проходит входной импульс тока и через полуобмотку 3, конденсатор 4 производит заряд за счет накопленной магнитной энергии в полуобмотке 2 в

1277225

20

4»

45 боты.,55 виде тока самоиндукции. Далее цикл повторяется. Следовательно, если одна полуобмотка накопленную магнитную энергию в индуктивности отдает в виде тока самоиндукции в электрическую энергию заряда конденсатора, то разряд последнего производится через другую полуобмотку, которая, в свою очередь, накопленную магнитную энергию в индуктивности отдает в виде тока самоиндукции в электрическую энергию заряда конденсатора, который производит теперь разряд через первую полуобмотку, и цикл повторяется, причем пополнение энергии такой колебательной системы производится от источника питания соответственно через индуктивности полуобмоток. При резонансе токов входное сопротивление достигает максимума, ток от источника минимальный и величина его достаточна для пополнения энергии, затраченной на выполнение механической работы и потери на элементах электромагнитного колебательного контура для обеспечения необходимой амплитуды колебаний якоря.

При включении согласно полуобмоток 2 и 3 (фиг.2) соответственно полупериодам ЭДС источника питания основной ток (входной) через нагрузку энакопеременный; магнитный поток знакопостоянный переменный по величине без перемагничивания магнитопровода.

При этом ЭДС взаимоиндукции, обуславливающая ток в начальной части интервала протекания тока в каждой иэ полуобмоток, и ЭДС самоиндукции, обуславливающая ток в конечной части интервала протекания тока, создают значительное увеличение постоянной составляющей тока в каждой из полуобмоток, а сравнительно небольшая величина переменной составляющей, обеспечивает передачу части энергии одной полуобмотки через кондесатор другой полуобмотке, которая, в свою очередь, .часть энергии в индуктивности полуобмотки передает через. конденсатор первой полуобмотке согласно механическим колебаниям якоря, т.е. согласно эффекту изменения индуктивности при изменеиии зазора между якорем и магнитопроводом. Значительная величина постоянной составляющей тока в каждой из полуобмоток вызывает значительное подмагничивание, однако присутствие пульсации намагничивающей силы и при настройке упругой подвески на околорезонансную частоту, равную частоте пульсации переменной составляющей знакопостоянного усилия, создают механические колебания якоря.

Если при встречном включении полуобмоток входной ток имеет малое значение, а напряжение сравнительно большое для получения необходимой величины амплитуды колебаний якоря, то при согласном включении полуобмоток при такой же амплитуде колебаний якоря возможно при меньшем значении входного напряжения, но большем значении входного тока. Вследствие большой величины подмагничивания при согласном включении полуобмоток последнее рационально при малых амплитудах колебания якоря, а для больших амплитуд колебаний якоря следует применять встречное включение полуобмоток.

Таким образом, при встречном и согласном включении полуобмоток устройство для питания электромагнитного вибровозбудителя обладает улучшенными тяговыми характеристиками за счет повышения степени рекуперативного использования энергии во внутренней цепи электромагнита и согласования электрических и механических параметров, улучшения формы тока в полуобмотках, что позволяет увеличить силу тяги и КПД путем обеспечения однонаправленности токов в каждой из полуобмоток соответственно интервалам протекания и улучшения формы тока в каждой полуобмотке, увеличить удельные тяговые характеристики, например амплитуды колебания якоря на единицу потребляемой мощности, эа счет возможности более оптимального согласования электрических и механических параметров устройства и улучшения формы тока в полуобмотках, увеличить добротность колебательного контура вследствие уменьшения потерь в элементах контура, увеличить стабильность работы электромагнитного вибровозбудителя sa счет воэможности определения оптимальных режимов раФормула изобретения

Устройство для питания электромагнитного вибровозбудителя, содержащее магнитопровод с расположенными на нем полуобмотками, два диода, конденсатор и выводы для подключения источника переменного напряжения, 77225 ния.

tg7crag

Составитель А.Каретников

Техред h.Kðàâ÷óê Корректор М.Максимишинец

Редактор Е.Копча

Заказ 6688/48

Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

S 1 2 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения тяговых характеристик, в него введены третий и четвертый диоды, причем диоды соединены по схеме выпрямительного моста, в выходную диагональ которого включены последовательно соединенные полуобмотки- общая точка полуобмоток соединена с одной из обкладок конценсатора и с одним из выводов для подключения источника переменного напряжения, другая обкладка конденсатора соединена с одним из входов выпрямительного моста, другой вход которого соединен с другим выводом для подключения исто чника переменного напряже