Стенд для испытаний электромагнита

 

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и предназначено для контроля параметров электромагнитов (ЭМ). Пель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей за счет расширения класса испытываемых электромагнитов и упрощение устройства, достигается за счет проведения испытаний в кваэистатическом режиме при постоянном напряжении, поддерживаемом стабилизатором напряжения. При этом электромагнитное усилие определяется посредством аналоговой вычислительной схемы (ABC) по формуле „ ( (U-2Ri)-i( J ЭМ V -. dt, где U, i, i V, R - напряжение, ток, производная тока, скорость и активное сопротивление обмотки электромагнита. Для замедления переходного процесса применен жидкостный демпфер с регулируемым коэффициентом вязкого трения . Отмеченные особенности позволяют существенно повысить производительность труда и точность измерений , проводить испытания практически любых ЭМ, получить статические и динамические тяговые характеристики , оценить уровень вихревых токов и определить время срабатывания ЭМ. 1 ил. i (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ1ИЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (Я)5 Н 01 Н 49 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ f Э, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4685608/07 (22) 06.05.89 (46) 23.04.9!. Бюл. К - 15 (71) Челябинский политехнический институт им.Ленинского комсомола (72) А.С.Важенин (53) 621.318.3-5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 164362, кл. G 05 В 23/О?, 1965. (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТА (57) Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и предназначено для контроля параметров электромагнитов (ЭМ). Пель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей за счет расширения класса испытываемых электромагнитов и упрощение устройства, достигается за счет проведения испытаний в кваэистатическом режиме при постоянном напряжении, поддерживаемом

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и предназначено для контроля параметров электромагнитов (ЭМ).

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей за счет расширения класса испытываемых электромагнитов, упрощение устройства и повышение точности.

На чертеже представлена структурная схема стенда;

Стенд содержит источник 1 питания, стабилизатор 2 напряжения, дифференцирующий усилитель 3, датчик 4 тока,,„Я0„„1644248 А 1

2 стабилизатором напряжения. При этом электромагнитное усилие определяется посредством аналоговой вычислительной схемы (АВС) по формуле

t (U -2Ri) ° i,<

F = . dt, где U, М о

V, К вЂ” напряжение, ток, производная тока, скорость и активное сопротивление обмотки электромагнита. Для замедления переходного процесса применен жидкостный демпфер с регу- . лируемым коэффициентом вязкого трения. Отмеченные особенности позволяют существенно повысить производительность труда и точность измерений, проводить испытания практически любых ЭМ, получить статические и динамические тяговые характеристики, оценить уровень вихревых токов и .определить время срабатывания.ЭМ.

1 ил. разностный усилитель 5, блок 6 перемножения, датчик 7 напряжения, блок

8 деления, датчик 9 скорости, интеграторы 10 и 11, жидкостный 12 демпI фер. Корпус исследуемого электромагнита 13 механически связан с неподвижной системой стенда (основанием), а его шток (якорь) с подвижными системами датчика 9 скорости и демпфера 12.

В стенде аналоговая вычислительная схема (АВС) определяет электромагнитное усилие не по формуле прототипа

1644248

F = 0,5(i — -() †), (1) .а а а. Уа справедливой лишь для электромагнитов с ненасыщенной магнитной системой, а по универсальной формуле ( (U - 2Кз.) i о .I где U, R i i V — напряжение, активное сопротивление обмот1 ки ЭМю тОкф про 15 изводная тока и скорость.

Выражение (2) получено из условия постоянства напряжения U = const и активного сопротивления R = const, является универсальным и справедливо для любого электромеханического преобразователя (постоянного и переменного тока с линейным и угловым перемещениями и т.д) и позволяет определить электромагнитное усилие с высокой точностью, используя стандартные, высокоточные электронные устройства. При этом существенно упрощается вычислительная схема, так как отпадает необходимость в определении ротокосцепления и его частных производных по перемещению и току.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый электромагнит крепится на установочной плите, а его шток механически соединяется с подвижной системой датчика 9 скорости. При снятии статических характеристик подвижная 40 система жидкостного демпфера 12 соединяется с подвижной системой датчика скорости 9. Под действием силы тя- жести от массы подвижных частей демпфера, датчика скоРости и электромаг- 45 нита шток (якорь) электромагнита устанавливается в положение, соответствующее максимальному рабочему воздуш-. ному зазору. После этого устанавливается напряжение, при котором будут

50 сниматься характеристики, обмотка электромагнита подключается к выходу датчика 4 тока и его механическая система затормаживается фиксатором (на схеме не показан). Затем подается напряжение на обмотку электромаг1 (нита и устанавливаются нулевые значения напряжения на выходах всех электронных блоков. При отключении фиксатора шток электромагнита будет перемещаться в направлении уменьшения рабочего воздушного зазора. Изменение перемещения, скорости, тока и электромагнитной силы можно визуализировать посредством запоминающего осциллографа или документировать с помощью графопостроителя или цифропечатающего устройства ° Скорость— перемещения штока изменяется путем регулирования коэффициента вязкого трения демпфера 12. При снятии динамических характеристик демпфер отсоединяется.

В случае необходимости осуществляется тарировка (определяется масштаб) статической тяговой характеристики электромагнита посредством калиброванных масс, присоединяемых к механическому выходу датчика скорости. При достижении якорем стопа электромагнит отключается конечным выключателем (на схеме не показан) и шток (якорь) возвращается висходное положение. Затем устанавливается новое значение напряжения и процесс повторяется. Если в качестве датчика-скорости использовать маг-нитоэлектрический преобразователь, то при резистивном датчике тока и электронном датчике производной тока (при наличии фильтра) возможно измерение электромагнитной силы с погрешностью, не превышающей 1-2Х.

Кроме того, введение в структурную схему стенда жидкостного демпфера с регулируемым коэффициентом жидкостного трения (например, за счет изменения вязкости жидкости или сечения канала, связывающего нижнюю и верхнюю полости демпфера) позволяет определить кроме динамических также и статические тяговые характеристики и оценить уровень вихревых токов в массивных элементах конструкций ЭМ. Наличие датчика производной тока позволяет в автоматическом режиме (нри необходимости) определить время срабатывания ЭМ.

Таким образом, введение в структурную схему стабилизатора напряжения, датчиков тока, напряжения и скорости, жидкостного демпфера с регулируемым коэффициентом вязкого тре.ния и специальной аналоговой вычислительной схемы позволяет определять статические и динамические характеристики электромагнитов как с насы1644248 щенной, так и с ненасыщенной магнит-ной системой, существенно (в 3-5 раз) повысить точность-измерения электро-, I / магнитного усилия и упростить вычисленную схему.

Все это позволяет использовать предлагаемый стенд не только для исследований электромагнитов, но и для оценки (контроля) их качества в процессе производства.

Формула изобретения

Стенд для испытаний электромагнита, содержащий источник питания, дифференцирующий блок, усилитель, блок перемножения, два интегратора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей за счет расширения класса испытываемых электромагнитов, упрощения устройства и повышения точности, в него введены стабилизатор напряжения, датчик тока, датчик напряжения, блок деления, датчик скорости, жидкостный демпфер, в качестве дифференцирующего блока использован дифференцирующий усилитель, а в качестве усилителя — разностный— усилитель, при этом выход источйика питания соединен с входом стабилизатора напряжения, выход которого через датчик тока соединен с входом дифференцирующего усилителя, первым входом разностного усилителя, входом, датчика напряжения и выводом для под10 ключения обмотки испытываемого электромагнита, при этом выход датчика напряжения соединен с вторым входом разностного усилителя, выход которого подключен к первому входу блока перемножения, второй вход которо го соединен с выходом дифференцирующего усилителя, а датчик скорости установлен с возможностью кинематической связи с подвижным элементом магнит20 ной системы испытываемого электромагнита, причем механический выход датчика скорости соединен с жидкостным демпфером, а электрический выход подключен к первому интеграто25 ру и первому входу блока деления, второй вход которого соединен с выходом блока перемножения, а выход бло- ка деления соединен с входом второго интегратора.

1644248

Составитель Д.Тарасов

Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Палий

Редактор Т.Куркова

Заказ 1463 Тираж 354 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101