Электромеханический преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п11 547045 Союз Советских Социалнсткческкх

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.01.75 (21) 2099231/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 03.03.77 (51) М. Кл Н 04R 11/00

F 15В 5/00 Государственный комитет Совета Министров СССР ,по делам нзобретеннй н открытнЙ (53) УДК 621-540(088.8) (72) Авторы изобретения

i(71) Заявители

П. Г. Щипицын, А. М. Бодягин и А, И. Школьников

Челябинский филиал Государственного союзного научно-исследовательского тракторного института и Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (54) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Йзобретение относится к исполнительным

Электромеханическим преобразователям (ЭМП) и предназначенодля использования в электрогидравлических и электропневматических системах управления.

Известен ЭМП постоянного тока в линейное перемещение, построенный на базе прямоходоbbIx электромапштов с подпружиненным якорем. В этом устройстве рабочий диапазон перемещений выходного штока значительно меньше возможного хода якоря электромагнита. Наиболее близким техническим решением к изобретению является электромеханический преобразователь, содержащий корпус, электромагнит с подпружиненным якорем и операционный усилитель, выход которого соединен с обмоткой электромагнита. Этот известный преобразователь характеризуется невысокой точностью преобразования.

Целью изобретения является повышение точности. В описываемом преобразователе это достигается тем, что в нем на якоре электромагнита установлен датчик положения, выполненный в виде упругого кольца с закрепленными на его внутренней и наружной поверхностях тензодатчиками, соединенными с соответствующими входами усилителя, причем в кольце выполнены два соосных радиальных отверстия, через которые пропущен шток якоря, размещенный внутри пружины, один конец которой закреплен на штоке, а другой — связан с кольцом.

На фпг, 1 изображена функциональная схема ЭМП; на фпг. 2 — соединение электромаг5 нита с датчиком положения, продольный разрез.

ЭМП состоит из электромагнита 1 с обмоткой 2, полюсным наконечником 3, якорем 4 и штоком 5 якоря, посредством которого якорь

lp поджпмается в крайнее (начальное) положение до упора 6 пружиной 7, упирающейся с одной стороны в выступ штока через упругое кольцо 8, а с другой стороны — в крышку 9 корпуса 10, а также из усилителя 11, инверти)5 рующий вход 12 которого имеет соединение со средней точкой полумоста тензодатчиков 13 и

14, укрепленных на внутренней и наружной поверхностях упругого кольца 8 и подключенных к источнику напряжения; на прямой вход 15

20 усилителя подается сигнал управления перемещением штока преобразователя, а вход 16 усилителя подключается к обмотке электромагнита.

В исходном состоянии величина сигнала уп25 равления U,, ток в обмотке электромагнита и напряжение U,- с датчика положения равны ну;IIO; шток якоря поджат np) æèíoÉ В крайнее положение до упора. Прп подаче на прямой вход 15 усилителя 11 постоянного сигнала

3p U,-=const., в обмотке 2 электромагнита 1 по547045 является ток, и на якорь действует электромагнитная сила притяжения его к полюсному наконечнику 3. Если величина электромагнитной силы больше величины усилия начального поджатия пружины, то под действием результирующего усилия якорь 4 начинает перемещаться в направлении увеличения координаты х. При этом на выходе датчика положения появляется напряжение, которое, будучи приложенным к инвертирующему входу 12 усилителя 11, уменьшает ток в обмотке электромагнита, а, следовательно, и величину электромагнитной силы.

Одновременно с увеличением координаты х возрастает усилие, действующее на шток якоря со стороны пружины. Поэтому результирующее усилие уменьшается и при некотором положении якоря, являющемся точкой его равновесия, обращается в нуль. При смещении якоря, а, следовательно, и штока якоря от точки его равновесия в сторону увеличения координаты ., усилие пружины становится больше электромагнитной силы, и якорь перемещается в направлении уменьшения координаты х, возвращаясь к точке равновесия.

Ток в обмотке электромагнита в установившемся режиме определяется из условия равенства электромагнитной силы и усилия пружины и, таким образом, зависит только от установившегося положения якоря. Величина тока в свою очередь определяется коэффициентом усиления усилителя, его выходным сопротивлением и разностью напряжений на инвертирующем и прямом входах усилителя. При достаточно большом коэффициенте усиления усилителя разность этих напряжений незначительна и влияние тяговых статических характеристик электромагнита на характеристику

5 «вход †вых» ЭМП достаточно мало и тем меньше, чем больше коэффициент усиления.

Это и позволяет расширить область перемещения, в которой внешняя статическая характеристика преобразователя является линейной.

10 Преобразователь в таком выполнении существенно повышает точность преобразования с расширением диапазона перемещения, что в свою очередь улучшает его технико-экономические характеристики.

Формула изобретения

Электромеханический преобразователь, содержащий корпус, электромагнит с подпружи20 ненным якорем и операционный усилитель, выход которого соединен с обмоткой электромагнита, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности преобразователя, в нем на якоре электромагнита установлен датчик по25 ложения, выполненный в виде упругого кольца с укрепленными на его внутренней и наружной поверхностях тензодатчиками, соединенными с соответствующими входами усилителя, причем в кольце выполнены два соосных

30 радиальных отверстия, через которые пропущен шток якоря, размещенный внутри пружины, один конец которой закреплен на штоке, а другой — связан с кольцом.

547045

Фиг 2

Составитель Г. Хохлова

Техред Л. Котова

Редактор Л. Тюрина

Корректор А. Степанова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 333/15 Изд. № 203 Тираж 869 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Ссвета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4 5