Магнитострикционный исполнительный механизм
Магнитострикционный исполнительный механизм относится к области электротехники . Может быть использован в устройствах автоматики в качестве исполнительного механизма дискретного, в том числе шагового , перемещения. Целью изобретения является повышение эффективности позиционирования упругой нагрузки. Механизм содержит магнитострикционный элемент в виде трубки и намагничивающую систему . Последняя выполнена в виде секций. Секции магнитосвязаны с участками трубки и состоят из постоянного магнита с обмоткой . Секции размещены в шахматном порядке снаружи и внутри трубки и разделены диамагнитными прокладками. При запитырании обмотки секции происходит размагничивание соответствующего участка трубки. Величина заданного перемещения задается количеством запитываемых секций , отсчитываемых от нагрузки. Так как модуль упругости участков магнитострикционного элемента при переходе в размагниченное состояние уменьшается, происходит увеличение затухания переходного процесса при отработке шага позиционирования. Это позволяет отказаться от применения активных методов демпфирования корректирующими цепями, за счет чего повысить эффективность позиционирования. 3 ил. (Л
СОГОЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИС1ИЧЕСКИХ
РЕспуБлик
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ф
M (Л
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4682047/25 (22) 27.04.89 (46) 15.05.93. Бюл. N. 18 (71) Уфимский авиационный институт им.
Серго Орджоникидзе (72) В. А. Лебедев, А. 3. Тлявлин, П. А. Грахов и С. Т. Кусимов (56) Авторское свидетельство СССР
М 1286030, кл. Н 01 (41/12, 1984.
Авторское свидетельство СССР
N 1514197, кл. Н 01 L 41/12, 1987. (54) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ (57) Магнитострикционный исполнительный механизм относится к области электротехники. Может быть использован в устройствах автоматики в качестве исполнительного механизма дискретного, в том числе шагового, перемещения. Целью изобретения является повышение эффективности позиционирования упругой нагрузки, МехаИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики в системах управления исполнительными механизмами дискретного, в том числе шагового, действия для прецизионных перемещений.
Целью изобретения является повышение эффективности позиционирования упругой нагрузки.
На фиг. 1 схематически изображен магнитострикционный исполнительный механизм; на фиг. 2 — рабочая, предельная и частная магнитомеханическая характеристика нэмагничивающего участка мэгнитострик„.. SU„„1671125 А1
ts11s Н 02 N 2/00, Н 01 1 41/12 низм содержит магнитострикционный элемент в виде трубки и намагничивающую систему. Последняя выполнена в виде секций.
Секции магнитосвязаны с участками трубки и состоят из постоянного магнита с обмоткой. Секции размещены в шахматном порядке снаружи и внутри трубки и разделены диамагнитными прокладками. При запитыРании обмотки секции происходит размагничивание соответствующего участка трубки, Величина заданного перемещения задается количеством запитываемых секций, отсчитываемых от нагрузки. Так как модуль упругости участков магнитострикционного элемента при переходе в размагниченное состояние уменьшается, происходит увеличение затухания переходного процесса при отработке шага позиционирования.
Это позволяет отказаться от применения активных методов демпфирования корректирующими цепями, за счет чего повысить эффективность позиционирования. 3 ил. ционного элемента. Л = f(H); на фиг. 3— временная зависимость перемегцения участка магнитострикционного элементэ Л= f(t).
Yc. ройство состоит из магнитострикционного элемента, выполненного в виде трубки 1. подпружиненной пружиной 2, внутреннеи и наружной намагничивэющих систем, кэждэя из которых выполнена иэ последовательно чередующихся намагничивающих секций 3 с обмотками намагничивания 4 и диэмагнитных прокладок 5, имеющих равные продольные размеры, нагрузки 6. Намагничивающие секции выполнены в виде постоянных мэгни. тов с обратным порядком череде зэния RQЛЮСЛИ НЗРУжцЫХ:! I(HУ ПЕ(4()ИХ Cr КЦЦй ОтНО сительно труоки 1.
1Лзгнитострикц(!Онны(1 элемент може) быть выполнен из материала Klv с положиТ Е Л Ь Н H I f 1, ) и К I 1 С О 1 Р И Ц и Т Е Л Ь ) I < М К 0 3 ф <() И Ц и
E. н т О м Ь1 3 Г и и т 0 с т !) и к ц и и, E c)) L 0 l I и ы Г) О) и Р!4 с положи)ельной мзгнитострикцией, то Oil рзбатает (осуществляется прлцегс поз
Г(агнитострикцией, то он работает нз пере)1Рщение )4агр)3K(1 6 вп»);3(30 lcM фиг. ")
Для цî 3(løå!4è)t линейноclè магни)0мех»l ни !Рск ) и ха(>икте ! >Ис тики t1;)! HI1) Oc T p!1K ционног0 эл»ме((та Неззиц»имг)с((1 ее лт изГленений механических I fl!) Og)I;åft()é под е.лиянием сжат Ея цлц рас) яжения II;3f pу3KI.", исг)ользуют пру.:.(LIH,), при )то . I, (;<( — Ку <)<7,)(< Ку. ГДО К„<);,<Г), Ку <)Гу+„Ку - кс<зфф()циенть! упругости нз! руэки. f!pyxK(!!4! и )1зг<(итлсTP(1кl èOH нОГ О 3» "Г 1()I I I и 1 cn(> i!!Р с! ие)4)4(!, 1 Лгд;) h" grHL)TOC) pat vÍ!10)4tti, "r)!Or 1»I IT С I l()f(0:4;!1ТРЛЬНО»»1 МЭГ)<И» ЛГTP
",. I О я н и и с )к и Г л !) )О т м а к с и Г 1 и л ь н О (1 и!1 r) o l1
БЛ!)»3(ИЯ УЦ()У<011 )4»)ГP))3>:È, и ГЛГ)f НИТОСТ!)11К
IL toH: и(Й l "IPI.1E .< (т с oTPI .< Iñ 3 Гель)!Ой r ". !,) I!l I".
cTpèKöè<)It и исход)(ОГ1 слстл<)ци(1 -30) я(и! п
;ой жР силой.
Устрлис гио ра Ь> гает следу)с )цим обри30!1. Тл !Ho» поз(!!,I10 0cуществляют подачей Tлv.,ë "Г) Об(1лтки ни Г;аГНЦЧИИаНИЯ ",) На;Ла t(Lt 2, выбранH!>Ix пГ> vОл()-Icc) и»r. I(з !l1!(зч Гс»,;Г))з ог нагрузки. Пусть ми(пи)лстрикц! 0!IH!;!L! 3ЛОГ!(.)); I! и I 0 Ë Í P t I И 3 Г 1 3 Т P P L)»3 3 < . Ц 0 !! Л; К !1 Ã O Ë I » I Л I :лагнитострикцисй, и количество на<лигfll! Л)t) -))лщ!1xс(. к(LYЙ рзиt!0 l)ятII. Пр)1 пг) )I(or! pзз МЗГ! ИЧ(Л()З))И(! ИСЕХ Н Ir!» Il!r (<(ЫХ „<Злтк0;1;3, I< ",)С.триl:I!И". Iлf(3;: .,, . .
5 МК)1. СОЛ(,! ):", r(L1pЛИЗ)I„.*, 3:! ; :Г", )1 -" rv)" » .)(!. ! Ir» !.; Л l I Л ГO Уitg <,ТКЛ. ГЛГД)З ДЛЯ ПР()<".ЛР II)P »IЯ »»f) f)))< (!!1 H»l< РУ )I((! н))г)р((Г)ер, нз (Г>к<1,)аз(!и<ни и)ии;лт Гоп»(р» I IäìçÃI (L! Ir1вз<0 ),L",)»» и)ст. з Г!»)r < и «) .: I (!1!.() (. )! )I ного эле.tpHTО, рВ поло)ке! н! . ()(з 1, Г; ) ) л Г 4 О )<(» !» >О O I) <4 0T л К Н з Г 1 3 Г I I (1» I < t f) 3 >4 I 1 <(П ()! 3 Т Г) Г! (»збо (ие то»к!! кэждлГО нзГ1згн<1 (и< !K)!!I»rr) учас ка магнитлстрикццоннлг;> .)л(. 1-н (;) (Г:;.1, фиг. 2) переме!цзются из Г)<)лп)<т),l .,,- -,Пт ИЕГСтиУЮЩPI!) H;3l! P Ir)r»I() li. модуля )7<)()у(.)Or! vi(f)()! кi)и .") <»!! < СТР<)„I, !10tlt!i)<0) .)Л(.;.!» Т 3 P:
-) иозникзе) магнитострикционная сила, которая буде) противоположна динамической силе и будет дополнительно демпфировать переходный процесс (кривая "б", фиг, 3). Кроме этого. если характер нагрузки упругий, го при о(работке перемещения возникает упругая сила нагрузки, которая будет также противоположна динамической силе, а переходный процесс будет происходить с большей чистотой г() = ъ Vу + Ку.н (! и с еще m большим затуханием, так как при этом необходимо учи (ыизть (вязкость) коэффициент затухания уц ругой нагрузки, выраженный через K<)!r!)(t)Lt Для ..Озирзщения E) исходное положение сни лз)от упраил»к)щее воздействие с выбранных цл клличестиу обмоток намагниI!1f)r)!0I!I!!x секций, при этоГЛ рабочая точка ниь)з! (4и и иа)л)((<1К участков мзгнитострикц(10.(но(о 3;Ip»teHTa цереме(цается в исход-! Ое поло .Oj!»Ic P. <()к()Г) образом, l)0 сравнению с прото)ипом ззяиляе<лый механизм позволяет пот)ысить точность позиционирования упругой нагрузки "1 умеГ)ьшцть время регулирования цри прямом и обратном позиционировании 7-) ()еэ применения ак)ииных методов демпфирлт)з>(и<: Орректирую)цими цепями, что ведет к новь(шинн<о эффек(L)E)t)ocT(t отрабатывае(,).!)(<)»)P0ht(;O» I»HL1(t, О r); У Л Е) И .3 < СРЕТЕНИЯ г»1()(t I!4 Ti;c T ð!!!(I)èo t, It E!é исполнительный . :..:3((иэ(1, <)0,(<-:I))!(ltö»1 мзгни гострикцион((! (! эле! (ч! и инде трубки и намагничиваю):,7)0 с()ст h)ó и))цо)пенну)() в ниде секций, (. ()c) Оv и(L)х L)3 I(1 Г< »1) c <) pли дз,, .1аГI(итосвя :)а н (огÎ с у»:и; Гt:,Oat ) рубки, и обмотки намаг;.:; .1p <;»»!»,)Л <)nr) jl <)(IIL ()rt !)ЕК TI! ()HÎC! И ПОЗИЦИО l
r,();) ltl,:»h1 r! C)r)" "" " (<) Р(тЦЛИЕ) ((1Я Г)ЛЛ (ОСОЕ) ) aI) »»)7K!rr< r,; (!<», )» )rI(<1A (.(YrlL1
1671125 Нт И=О Составитель Б. баев Техред М.Моргентал Корректор Н, Король Редактор С. Окина Производственно-издательский комбинат "Патенг", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 Заказ 9 1 76 Тираж Подписное иям и отк ытиям при ГКНТ СССР ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5
