电磁式激振器直接利用电磁力作激振力,常用于非接触激振场合。特别是对回转件的激振,如图13.9所示。励磁线圈3包括一组直流线圈和一组交流线圈,当电流通过励磁线圈便 产生相应的磁通,从而在铁芯2和衔铁4之间产生电磁力,实现两者之间无接触的相对激振。用力检测线圈5检测激振力,位移传感器6测量激振器与衔铁之间的相对位移。电磁激振器的工作原理如下:
励磁线圈通过电流时,铁芯对衔铁产生的吸引力为:
式中:B为气隙磁感强度(Wb/m2);A为导磁体截面积(m2); m0为真空磁导率,m0=4p*10-7(H/m)。
直流励磁线圈电流I0,交流励磁线圈电流I1,则铁芯内产生的磁感应强度为:
式中:B0为直流电流I0产生的不变磁感应强度; B1为交流电流I1产生的交变磁感应强度的峰值。 由上述两式可得电磁吸力为:
从上式可看出电磁力F由三部分组成:
固定分量(静态力)
一次分量(交变分量)
二次分量
如果直流电流I0=0,即B0=0,此时工作点在B=0处,则F1=0,亦即力的一次分量消失。由图13.10可知,由于B~F曲线的非线性,且无论B1是正是负,F总是正的,因此B变化半周而力变化一周,后者的频率为前者的两倍,波形又严重失真,幅值也很小。当加上直流电流后,直流磁感应强度B0不再为零,将工作点移到B~F近似直线的中段B0处,这时产生的电磁交变吸力F1的波形与交变磁感应波形基本相同。由于存在二次分量,电磁吸力的波形有一定失真,二次分量与一次分量的幅值比为B1/4B0,若取B0>>B1,则可忽略二次分量的影响。
电磁激振器的特点是与被激对象不接触,因此没有附加质量和刚度的影响,其频率上限约为500~800Hz左右。
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