Библиографическое описание:

Гурова Е. Г., Кононов А. А., Колинченко А. О., Ледовских А. В., Сергеев А. А. Регулирование напряжения электромагнитного компенсатора жесткости // Молодой ученый. — 2012. — №11. — С. 35-37.

Наиболее перспективным методом снижения уровней вибраций на судах является применение виброизолирующих механизмов с плавающим участком нулевой жесткости. В таких механизмах параллельно упругим элементам включают так называемые компенсаторы, имеющие падающие силовые характеристики (то есть отрицательный коэффициент жесткости) и позволяющие снизить суммарную жесткость подвески вплоть до нуля.

В [1] описана конструкция электромагнитного компенсатора жёсткости, предназначенного для установки параллельно упругим элементам виброизолирующих подвесок с целью коррекции коэффициента жёсткости последних. Работа электромагнитного компенсатора жесткости невозможна без системы перестройки, выполненной в виде электрического регулятора, перераспределяющего напряжение на катушках электромагнитов при изменении нагрузки.

Предположим, что напряжение на обоих электромагнитах должно изменяться одинаково, при этом на одном электромагните должно увеличиваться, на другом уменьшаться. Тогда сила тяги обоих электромагнитов:

. (1)

Суммарное тяговое усилие электромагнитов в районе точки неустойчивого равновесия равно нулю.

. (2)

Перепишем уравнение в виде

. (3)

Решив уравнение, получим выражение зависимости изменения напряжения от изменения перемещения вибрирующего объекта относительно защищаемого :

. (4)

. (5)

Из зависимостей (4) и (5) видно, что регулятор может быть как линейным, так и нелинейным.

Рассмотрим, как должно изменяться напряжение на втором электромагните, если зависимость изменения напряжения от изменения перемещения на первом электромагните имеет нелинейный вид. Из выражения (4) видно, что зависимость имеет нелинейный вид. График этой зависимости представлен на рисунке 1.

Рис. 1. График зависимости изменения напряжения от изменения перемещения
вибрирующего объекта относительно защищаемого на одном из электромагнитов


Предположим, что нам известен закон, по которому должно изменяться напряжение на одном из электромагнитов, а закон изменения напряжения на втором электромагните необходимо найти.

Допустим, что нам известен закон изменения напряжения , а нужно найти:

. (6)

Выполнив некоторые преобразования, уравнения (6) запишем в виде:

(7)

Решив уравнение (7), получим

(8)

Решение не принимаем во внимание, так как напряжение на обоих электромагнитах не может одновременно увеличиваться.

График зависимости изменения напряжения от изменения перемещения вибрирующего объекта относительно защищаемого представлен на рисунке 2. Как видно из рисунков 1 и 2 напряжение на одном электромагните должно увеличиваться , а другом – уменьшаться.

Рис. 2. График зависимости изменения напряжения от изменения перемещения
вибрирующего объекта относительно защищаемого на втором электромагните


Допустим, что нам известен закон изменения напряжения , а нужно найти:

(9)

Выполнив некоторые преобразования, уравнения (9) запишем в виде:

(10)

Решив уравнение (10), получим

(11)

Решение не принимаем во внимание, так как напряжение на обоих электромагнитах не может одновременно уменьшаться.


График зависимости изменения напряжения от изменения перемещения вибрирующего объекта относительно защищаемого представлен на рисунке 3. Как видно из рисунков 1 и 3 напряжение на одном электромагните должно увеличиваться, а другом – уменьшаться.

Рис. 3. График зависимости изменения напряжения от изменения перемещения
вибрирующего объекта относительно защищаемого на втором электромагните


При увеличении напряжения на катушке одного электромагнита при одновременном уменьшении напряжения на катушке второго электромагнита, силовая характеристика компенсатора перемещается параллельно самой себе. Это свойство электромагнитного компенсатора жесткости может быть использовано для обеспечения «плавания» участка нулевой жесткости виброизолятора при изменении внешних усилий, действующих на виброизолирующую подвеску.


Литература:

  1. Патент № 2010121808/11 (031010). Виброизолятор с электромагнитным компенсатором жёсткости [Текст] / Гурова Е.Г., В.Ю. Гросс (РФ). - № 2010121808/11; заявл. 28.05.2010. – реш. 23.06.2010 – 7 с.: ил.


Врезка1

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle