CN104034917B - 一种轴套型永磁旋转角加速度传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴套型永磁旋转角加速度传感器，包括输出绕组、定子铁心、永磁励磁磁钢、非铁磁材料金属套筒、转子绕组、转子铁心、轴套、前端盖、前轴承、机座、后轴承和后端盖；定子铁心固定在非铁磁材料金属套筒内，非铁磁材料金属套筒固定在机座内，永磁励磁磁钢嵌于定子铁心中，输出绕组嵌于定子铁心的绕组槽中，转子铁心同心固定于轴套外侧，转子绕组同心固定于转子铁心外侧，定子铁心同心固定于转子绕组外侧，转子绕组采用整体绕组，轴套固定在前轴承、后轴承内，前轴承、后轴承分别通过前端盖、后端盖与机座固定连接；本发明具有更高的灵敏度；另采用轴套式结构，使用时只要套在旋转系统的转轴外侧就能使用，所以方便，安装简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感器，具体涉及一种轴套型永磁旋转角加速度传感器。
背景技术
旋转（角）加速度测量是机械量测量中的最常见测量之一，公知的永磁式旋转（角）加速度采用杯形转子结构，且内定子采用整体永磁磁钢，由于永磁磁钢磁阻很大，交轴直轴磁阻相等，而由旋转角加速度在杯形转子中所产生的感应电势大小有限，所以，该电势产生的电流而产生的磁通会很小，从而在输出绕组中产生的感应电势会很小，传感器的灵敏度很低，而且，传感器使用时采用连接器将传感器与被测旋转系统同轴相连。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种轴套型永磁旋转角加速度传感器，它与现有技术相比，具有更高的灵敏度，即在同一旋转角加速度的情况下当输出绕组匝数不变时，输出绕组中能输出更大的感应电势，同时，使用时把传感器直接套在旋转系统的转轴上，更便于使用，而且，不用杯形转子，使加工更加简单。
一种轴套型永磁旋转角加速度传感器，包括输出绕组、定子铁心、永磁励磁磁钢、非铁磁材料金属套筒、转子铁心、转子绕组、轴套、前端盖、前轴承、机座、后轴承和后端盖；所述的定子铁心固定在非铁磁材料套筒内、非铁磁材料套筒固定在机座内，永磁励磁磁钢嵌于定子铁心中，输出绕组嵌于定子铁心的绕组槽中，转子铁心同心固定于轴套外侧，转子绕组同心固定于转子铁心外侧，定子铁心同心固定于转子绕组外侧，转子绕组采用等厚圆筒形整体绕组，轴套固定在前轴承、后轴承内，前轴承、后轴承分别通过前端盖、后端盖与机座固定连接；
所述的输出绕组的轴线与永磁磁钢的磁场轴线互相正交，输出绕组的轴线磁路与永磁磁钢的磁场轴线磁路的磁阻不同。
所述的轴套、前端盖、机座、后端盖采用铁磁材料制作，定子铁心采用硅钢片，所述的转子绕组采用铜或铝。
所述的输出绕组采用铜电磁线。
有益效果：在本发明中，由于传感器铁心磁路的直轴、交轴磁阻不同，所以与磁路材料都由永磁磁钢构成的情况相比，具有更高的灵敏度；另采用轴套式结构，使用时只要套在旋转系统的转轴外侧就能使用，所以方便，安装简单；转子不采用杯形转子，使加工更加简单，成本下降；转子绕组采用等厚圆筒形整体绕组而不是采用通常的笼型转子绕组，使输出绕组中产生感应电势能克服笼型转子绕组所带来的噪声。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为机座内沿转轴方向的截面图；
图3为A-A剖视图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，一种轴套型永磁旋转角加速度传感器，包括输出绕组1、定子铁心2、转子绕组3、永磁励磁磁钢4、转子铁心5、轴套6、前端盖7、前轴承8、机座9、后轴承10和后端盖11、非铁磁材料套筒12；所述的定子铁心2固定在非铁磁材料金属套筒12，非铁磁材料金属套筒12固定在机座9内，永磁励磁磁钢4嵌于定子铁心2中，输出绕组1嵌于定子铁心的绕组槽中，转子铁心5同心固定于轴套6外侧，转子绕组3同心固定于转子铁心外侧，定子铁心同心固定于转子绕组外侧，转子绕组采用等厚圆筒形整体绕组，轴套固定在前轴承8、后轴承10内，前轴承、后轴承分别通过前端盖7、后端盖11与机座9固定连接；
所述的输出绕组的轴线与永磁励磁磁钢的磁场轴线互相正交，输出绕组的轴线磁路与永磁磁钢的磁场轴线磁路的磁阻不同。
具体使用时，把传感器套在旋转系统的转轴外，机座与旋转系统端盖固定，旋转系统的轴带动转子一起作旋转运动。如被测系统的传动轴作恒转速运动，则转子也作恒转速运动，则转子绕组中产生电势，此电势产生转子电流，转子电流产生磁场，此时，该磁场磁势幅值恒定，定子输出绕组电势为零；如被测系统的传动轴作非恒转速运动，即存在旋转（角）加速度，则转子也作非恒转速运动，由于励磁磁场恒定，则转子绕组中产生的电势大小与系统的非恒转速运动的转速相对应，此电势产生转子电流，从而转子中产生随时间变化的电流分量，该转子电流分量所产生磁场磁势幅值也随时间变化，该磁势幅值随时间变化的磁场与定子输出绕组交链，从而在定子输出绕组中产生输出电势，该输出电势与系统的转速变化相对应。而且，由于直轴磁阻远比交轴磁阻小，所以，输出绕组中产生的感应电动势与交轴直轴磁路磁阻相同且都由永磁磁钢构成的情况相比，对应于同一输出绕组匝数、同一磁场强度、同一旋转角加速度，则本传感器能输出更大的输出电动势，即灵敏度提高。
Claims (5)
1. 一种轴套型永磁旋转角加速度传感器，包括输出绕组、定子铁心、永磁励磁磁钢、非铁磁材料金属套筒、转子铁心、转子绕组、轴套、前端盖、前轴承、机座、后轴承和后端盖；其特征在于：所述的定子铁心固定在非铁磁材料金属套筒内，非铁磁材料金属套筒固定在机座内，永磁励磁磁钢嵌于定子铁心中，输出绕组嵌于定子铁心的绕组槽中，转子铁心同心固定于轴套外侧，转子绕组同心固定于转子铁心外侧，定子铁心同心固定于转子绕组外侧，转子绕组采用等厚圆筒形整体绕组，轴套固定在前轴承、后轴承内，前轴承、后轴承分别通过前端盖、后端盖与机座固定连接；
所述的输出绕组的轴线与永磁励磁磁钢的磁场轴线互相正交，输出绕组的轴线磁路与永磁磁钢的磁场轴线磁路的磁阻不同。
2.根据权利要求1所述的一种轴套型永磁旋转角加速度传感器，其特征在于：所述的轴套、前端盖、机座、后端盖采用铁磁材料制作。
3.根据权利要求1所述的一种轴套型永磁旋转角加速度传感器，其特征在于：所述的定子铁心采用硅钢片。
4.根据权利要求1所述的一种轴套型永磁旋转角加速度传感器，其特征在于：所述的转子绕组采用铜或铝。
5.根据权利要求1所述的一种轴套型永磁旋转角加速度传感器，其特征在于：所述的输出绕组采用铜电磁线。
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