Research of the Magnetoelectric Linear Oscillatory Motor Characteristics During Operation on Elastoviscous Loading

Abstract

Purpose. To development of mathematical model for calculation of the magnetoelectric linear vibration motor performance with elastoviscous loading and research of machine characteristics in the different operational modes depending on loading parameters. Methodology. Experimental results by means of the developed test setup according to the specified methods are obtained. Moreover we have correlated the experimental data obtained by means of the development experimental setup with the simulated results using analytical model of the linear oscillatory motor with elastoviscous loading. In the analytical model of the linear vibration motor a one-mass vibration system with equivalent parameters of stiffness and viscous friction is considered. Results. Calculations of performance data for three operating modes of the oscillatory motor -for constant value of current, constant amplitude and acceleration of vibrations are carried out. Results of calculation by means of analytical model are coordinated with the experimental data obtained with help of a prototype of the linear motor and the load machine. Originality. Analytical expressions for performance data of the linear vibration motor which are based on the analytical model and an equivalent circuit with the lumped parameters are obtained. It is shown that for calculation of performance data depending on parameters of loading it is possible to use analytical model which is based on an equivalent circuit with constant inertial parameters of the linear motor. Practical value. Results of the work can be used for designing new and improvements of the existing vibration devices on the basis of linear motors with thespecified performance data. References 7, tables 1, figures 7. Розглянуто магнітоелектричний лінійний двигун вібраційної дії циліндричної топології. Шляхом лінеаризації рівнянь динаміки, отримано вирази для розрахунку робочих характеристик двигуна в залежності від параметрів пружно-в'язкого навантаження. Характеристики визначаються для трьох режимів роботи -для сталого значення струму двигуна та для сталих амплітуди коливань і прискорення. Проведено дослідження в лінійній постановці, де розглядається одномасова коливальна система, в якій параметри навантаження враховуються як еквівалентні коефіцієнти жорсткості та в'язкого тертя. Для побудови розрахункової схеми заміщення використовується метод електромеханічних аналогій. Проведено експериментальні дослідження робочих характеристик магнітоелектричного двигуна вібраційної дії та виконано порівняльний розрахунок характеристикза допомогою представленої лінійної моделі. Бібл. 7, табл. 1, рис. 7. Ключові слова: магнітоелектричний лінійний двигун, пружно-в'язке навантаження, робочі характеристики. Рассмотрен магнитоэлектрический двигатель вибрационного действия цилиндрической топологии. Путем линеаризации уравнений динамики, получены выражения для расчета рабочих характеристик двигателя в зависимости от параметров упруго-вязкой нагрузки. Характеристики определяются для трёх режимов работы -для постоянного значения ток...

Determination of Loading Equivalent Parameters of the Linear Permanent Magnet Vibratory Machine

“…Дослідження характеристик лінійних машин, за допомогою розроблених стендів та методик, розглянуто в роботах [2]- [8]. В роботі [6] запропоновано конструкцію дослідного стенда для випробування лінійних машин вібраційної дії в статичних режимах та проведено експериментальне дослідження характеристик дослідного зразка магнітоелектричної лінійної машини згідно з поданими методиками.…”

“…У [7] розроблено дослідний стенд для випробувань лінійних машин вібраційної дії в генераторному режимі роботи. Дослідження, проведене у [8], дозволило пов'язати робочі характеристики магнітоелектричного лінійного вібраційного двигуна з параметрами навантаження пружнов'язкого типу для трьох режимів роботидля сталого значення струму двигуна та для сталих амплітуди коливань і прискорення якоря. Зазначене дослідження виконано з використанням лінійної навантажувальної машини (НМ), характеристика навантаження якої представлена еквівалентними параметрамикоефіцієнтом жорсткості та коефіцієнтом в'язкого демпфування.…”

Resonant Modes of a Linear Permanent Magnet Vibratory Motor

“…It is considered generally acceptable to provide a mode close to mechanical resonance, since otherwise the drive efficiency is low [5][6][7]. It is also known that the frequency of phase mechanical resonance (hereinafter the phase mechanical resonance means the coincidence of the main harmonic components of electromagnetic force and mover speed) does not coincide with the frequency of maximum motor efficiency and maximum amplitudes of acceleration and displacement [8]. If we take into account that in addition to mechanical resonances, there are also electrical resonances, as well as some influence of the salient-pole structure of the magnetic system and harmonics of electromagnetic force on the force-angle characteristics of the motor [9,10], the problem of choosing the optimal machine parameters to provide the required mode of mechanical oscillations becomes ambiguous and controversial.…”

Dynamic Behavior of the Linear Permanent Magnet Motor as a Element of Two-Mass Vibro-Impact System

“…Збудником періодичної електромагнітної сили ev F розглядається циліндричний лінійний магнітоелектричний двигун вібраційної дії з гладкою (беззубцевою) структурою статора і постійними магнітами на якорі [3].…”