專利名稱：一種同步諧振振動原動機的制作方法
一種同步諧振振動原動機，它適用于礦山和石油開發(fā)、建筑以及顆粒物體輸送等，屬于一種振動動力源。
在礦山和石油開發(fā)、建筑以及顆粒物體輸送等工作中，都需要振動形態(tài)的動力機械，如礦山開采中的風鎬、選礦中的振動分選篩、石油鉆井時的泥漿處理篩、建筑用的振動器以及在如象食品、藥品或礦物等顆粒狀物體在傳輸中使用的振動輸送帶等。而現(xiàn)在的振動原動機多是使用旋轉原動機(電動機)帶動偏心或是連桿機構得到振動能量和位移的。這種結構形式的好處是可以使用現(xiàn)有技術和產(chǎn)品組合，但由于振動頻率是由外界輸入確定(如電動機的供電頻率)，不能隨振動設備的固有振動頻率的不同而變化，因而能量利用效率很低。同時，由于振動時的振幅由偏心或連桿確定，因而也不能工作在共振狀態(tài)。有少數(shù)振動機械，如風鎬等風動振動源，使用壓縮空氣作為能量輸入，雖然這種裝置的振動頻率由自身設備的固有振動頻率決定，工作在諧振狀態(tài)，但因使用壓縮空氣作為能量輸入時需要一套提供壓縮空氣的泵站，這在很多場合都是不實用的。而且使用時的噪聲很大。也有個別的振動原動機，如專利申請?zhí)枮镃N91109893的“推挽式激振器”，采用電磁直接推動的形式，雖然這種方法可以免去旋轉機構的限制，結構簡單，但它的振動頻率仍然由輸入電流的頻率決定，是一種“受迫振動”。因每一臺設備的質量、剛度、阻尼都不完全一樣，所以共振頻率也就有差別，要做到使激勵電流的頻率正好為共振頻率的要求是困難的。
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種諧振振動原動機，它采用電磁直接推動的形式，結構簡單。同時，它使用由自身振動反饋換向的方法，實現(xiàn)“自激”，保證所產(chǎn)生的振動頻率與該被驅動設備的共振頻率一致，達到最高的能量利用率。
本發(fā)明的結構如附

圖1所示，它包括有U型鐵芯1、繞于U型鐵芯1上的線圈2、稀土永磁振子3和張力彈簧4，其特征在于線圈2輸入端接有電子換向開關5，在稀土永磁振子3和U型鐵芯1之間裝有換向傳感器6，換向傳感器6與電子換向開關5相連并對其換向進行控制。
本發(fā)明在使用時，由裝在稀土永磁振子3和U型鐵芯1之間的換向傳感器6測量稀土永磁振子3和U型鐵芯1之間的距離，當該距離達到最大(或最小)時，換向傳感器6輸出信號，觸發(fā)電子換向開關5使線圈2中的電流換向。這時，由于線圈2中的電流反向之后，使U型鐵芯1的磁極性相反，振子3向相反方向運動。由于磁力和彈簧4的彈性力的共同作用，振子3運動到使振子3和鐵芯1之間距離達到最小(或最大)。在振子3和鐵芯1之間距離達到最小(或最大)后，換向傳感器6再次輸出信號，觸發(fā)電子換向開關5再次使線圈2中的電流反向。此過程不斷反復，實現(xiàn)了由稀土永磁振子3和U型鐵芯1間位置來驅動激勵電流換向達到自激的目的。
本發(fā)明的工作原理與如專利申請?zhí)枮镃N91109893的“推挽式激振器”工作原理一樣，也是由電磁線圈產(chǎn)生的交變磁場推動稀土永磁振子振動，得到振動能量的輸出，所不同的是，本發(fā)明中的電驅動的交流頻率以及換向相位是由自身振動的位置產(chǎn)生的，因此它不僅有電磁直接驅動產(chǎn)生振動的結構簡單、驅動力大、對源動機的結構強度要求低等優(yōu)點，而且還因它的振動是“自激”的，屬于自激振動，因此它的振動頻率不論振動質量、彈性系數(shù)、阻尼的差異，都始終等于諧振頻率，使該原動機有最高的能量利用效率。
在本發(fā)明中，還可以在稀土永磁振子3運動范圍的某一個位置加一個限幅開關7，如附圖2所示。限幅開關7也與電子換向開關5相連，當稀土永磁振子3運動達到限幅開關7的位置時，發(fā)出信號，使電子換向開關5關閉，不輸出電流(不管是正向還是反向)，從而控制了線圈2通電脈沖的寬度，達到調節(jié)激勵能量的目的，防止振幅過大。限幅開關7可以是兩個，在上下位之間各有一個，也可以只有一個。限幅開關7的安裝位置應有一定的提前量(在限幅開關7開始工作后，稀土永磁振子3的振動幅都將超過限幅開關7一定的量)。
本發(fā)明的電子換向開關5可以使用可控硅組成的橋式逆變器，也可以使用由大功率達林頓管組成的逆變器，還可以使用如專利號為CN89209067的“一種大功率數(shù)控調壓與變流裝置”。在本發(fā)明中，換向傳感器6可以使用普通光電或是磁性傳感器，通過光敏元件或磁敏元件測得的光強或磁通量的變化感知稀土永磁振子3的位置，也可以使用電容或超聲波位置傳感器來測量稀土永磁振子3的位置。本發(fā)明中，對稀土永磁振子3的位置測量精度要求不高，主要是測量位置的變化速度。當速度為零時，就表示稀土永磁振子3達到極限位置(最大距離或最小距離)。
權利要求
1.一種同步諧振振動原動機，它包括有U型鐵芯1、繞于U型鐵芯1上的線圈2、稀土永磁振子3和張力彈簧4，其特征在于線圈2輸入端接有電子換向開關5，在稀土永磁振子3和U型鐵芯1之間裝有換向傳感器6，換向傳感器6與電子換向開關5相連并對其換向進行控制。
全文摘要
一種同步諧振振動原動機，它適用于礦山和石油開發(fā)、建筑以及顆粒物體輸送等。它包括有U形鐵芯、線圈、稀土永磁振子和張力彈簧，其特征在于線圈輸入端接有電子換向開關，在稀土永磁振子和U形鐵芯之間裝有與電子換向開關相連并對其換向進行控制的換向傳感器。使用交變磁場直接推動振子振動，并通過振子位置控制電子換向開關的換向，實現(xiàn)“自激”的作用，可以自動工作在驅動設備的諧振頻率上，結構簡單，激振效率高。
文檔編號F03G7/00GK1073749SQ91108280
公開日1993年6月30日 申請日期1991年12月20日 優(yōu)先權日1991年12月20日
發(fā)明者石行 申請人:北京市西城區(qū)新開通用試驗廠