Електромагнітний вібратор

Електромагнітний вібратор який містить магні 38666 У основу винаходу поставлено задачу удосконалення електромагнітного вібратору, у якому добір матеріалу рухли вого елементу і використання магнітної рідини як якоря забезпечує зниження втрат електромагнітної енергії, а завдяки цьому підвищується к.к.д. пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що в електромагнітному вібраторі, який містить магнітопровід з обмоткою збудження, рухливий елемент, встановлений на пружних елементах і розташований із зазором щодо полюсів магнітопроводу, і магнітну рідину, розташовану між рухли вим елементом і полюсами магнітопроводу, відповідно до винаходу, рухливий елемент виконано із немагнітного матеріалу, а як якір використано магнітну рідину. Порівняльний аналіз рішення, що пропонується, з прототипом показує, що запропонований пристрій відрізняється від відомого тим, що рухливий елемент виконано із немагнітного матеріалу, а як якір використано магнітну рідину. Виконання рухливого елементу з немагнітного матеріалу дозволяє використовувати ефект левітації немагнітного тіла в магнітній рідині, що знаходиться в неоднорідному магнітному полі, для створення змінного механічного зусилля. Надлишковий тиск, який створюється під дією неоднорідного магнітного поля і діє на занурене в магнітну рідину немагнітне тіло, може сягати величини порядку 1 кГ/см 2 для існуючих у даний час магнітних рідин (намагніченість насичення до 100 кА/м) і електромагнітів (магнітна індукція до 1 Т). Тому штовхальне зусилля, що діє на занурений у магнітну рідину немагнітний рухливий елемент, може складати для запропонованого пристрою декілька десятків кілограмів. Використання магнітної рідини як якоря дозволяє: - знизити втрати електромагнітної енергії на вихрові струми, величина котрих обернено пропорційна питомому електричному опорові. Питомий електричний опір магнітних рідин на основі мінеральних олій складає 1012...1014 0м×м, у той час, як у електротехнічних сталей, які застосовуються для виготовлення якоря, він складає 10-7...10-6 Ом·м; - знизити втрати електромагнітної енергії на розсіювання у робочому зазорі, оскільки магнітна рідина має відносну магнітну проникність порядку декількох одиниць; - знизити втрати електромагнітної енергії на перемагнічування, оскільки магнітна рідина є безгістерезисним магніто-м'яким матеріалом; - стабілізувати магнітний опір робочого зазору, оскільки топографія магнітного поля протягом одного періоду коливань струму змінюється незначно. На фіг.1 схематично зображено електромагнітний вібратор у статичному стані; на фіг. 2 - електромагнітний вібратор при максимальному відхиленні рухливого елементу від полюсів магнітопроводу. Електромагнітний вібратор (фіг.1) містить магнітопровід 1 з обмоткою збудження 2 на каркасі 3, немагнітний рухливий елемент 4, встановлений на пружних елементах 5 і розташований із зазором 6 щодо полюсів магнітопроводу 1, а також магнітну рідину б, розташовану між полюсами магнітопроводу 1 і р ухливим елементом 4. Магнітна рідина 6 виконує функцію якоря, що перетворює електромагнітну енергію в механічну і приводить до руху рухливий елемент 4. Немагнітна обичайка 7 призначена для запобігання розтіканню магнітної рідини 6 при нульовому значенні сили струму. Положення рівноваги рухливого елементу 4 при відсутності струму в обмотці 2 визначається навантаженням, що прикладається, та жорсткістю пружних елементів 5. При цьому величина зазору d повинна перевищува ти розраховану амплітуду коливань рухливого елементу 4 для запобігання механічного контакту між рухливим елементом 4 і полюсами магнітопроводу 1. Магнітна рідина 6 заповнює вільний об'єм внутрішньої порожнини обичайки 7, контактуючи із зовнішньою торцевою поверхнею каркасу 3, полюсами магнітопроводу 1 та з рухливим елементом 4. Електромагнітний вібратор працює таким чином. При подачі змінного струму, який живить обмотку збудження 2, магнітний потік періодично змінюється за величиною та напрямком, у результаті чого сила електромагнітного притягання, яка діє на магнітну рідину 6, пульсує від н уля до максимального значення з подвоєною частотою стосовно частоти живильного струму. Н ульовому початковому значенню сили струму відповідає початковий статичний стан магнітної рідини 6, яка заповнює вільний об'єм внутрішньої порожнини обичайки 7 і контактує із зовнішньою торцевою поверхнею каркасу З, полюсами магнітопроводу 1 та з р ухливим елементом 4. При зростанні сили струму в обмотці збудження 2 магнітна рідина 6 притягається до полюсів магнітопроводу 1 і концентрується в області з найбільшим градієнтом магнітної індукції. Надлишковий тиск, який виникає у магнітній рідині 6 під дією неоднорідного магнітного поля, створює штовхальне зусилля, яке діє на немагнітний рухливий елемент 4. Рухливий елемент 4 починає рухатися. Виштовхувальна сила сягає максимального значення при максимальному значенні сили струму в обмотці 2. Рухливий елемент 4 продовжує рух по інерції до повної зупинки (див. фіг. 2), при цьому величина зазору d приймає максимальне значення dmax. Наступне зменшення сили струму в обмотці 2 призводить до зменшення виштовхувальної сили і руху р ухливого елемента 4 в зворотному напрямку під дією сили тяжіння і сили пружності пружних елементів 5. При досягненні нульового значення сили струму рухливий елемент 4 проходить по інерції положення статичної рівноваги до повної зупинки, при цьому величина зазору d приймає мінімальне значення dmin. Наступне зростання сили струму в обмотці 2 знов призводить до появи виштовхувальної сили, після чого цикл повторюється. Таким чином, магнітна рідина 6 виконує функцію якоря, створюючи періодичне механічне зусилля та забезпечуючи вібрацію немагнітного рухливого елементу 4. Використання винаходу дозволяє зменшити втрати електромагнітної енергії та підвищити на 2...5% к.к.д. в порівнянні з прототипом та іншими відомими пристроями. 2 38666 Фіг.1 Фіг.2 3 38666 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4