CN201415622Y - 用于电机车的速度给定器 - Google Patents

Abstract

一种用于电机车的速度给定器，它包括设置在给定器腔体内的霍尔元件与封袋，弧形磁铁和复位弹簧以及它们相互连接的联动控制装置，此联动控制装置包括穿置于给定器腔体内安装轴套的立轴，于立轴尾端部设置轴承、销套和开口销，立轴的头端部经螺栓固联于定位托板和偏转板中，偏转板经螺栓、轴承、垫圈、螺母连接于调速手柄上的凸轮装置，并经凸轮装置与偏转板传动联接。它采用于给定器腔体内设置霍尔元件，弧形磁铁以及它们相互连接的联动控制装置，并与调速手柄上的凸轮装置传动联接的技术方案，它克服了现有矿用电机车上使用的光电给定器体积大，结构复杂，影响防爆性能等缺陷。它广泛应用于各类电子调速装置中，如电机车的斩波调速、变频调速等。

Description

用于电机车的速度给定器

技术领域

本实用新型涉及一种给定器，尤其是通过联动控制装置实现霍尔电路输出不同电压信号的用于电机车的速度给定器。

背景技术

现有矿用电机车运行时所需要的速度给定器，其种类较多，有电位器式、电感式、光电式、干簧管式等。虽然都能给出所需要的电压信号，但各有其不足。例如电位器式的，虽最为简单，由于接触磨损，使用时间不长。电感式和光电式的虽为非接触式的，但都有元器件使用多，体积大，制作工艺复杂，成本价格高的缺点。以目前用得最多的光电给定器为例，实现其功能需要以下几个部分：一、稳定的发光源；二、光一电传感器；三、控制光通量的遮光板，信号放大电路。这些部件凑在一起体积大，结构复杂，工艺要求严格。且当发光器件出现光环时还影响防爆性能。

发明内容

针对上述情况，本实用新型的目的是提供一种用于电机车的速度给定器，它既工作稳定可靠，能耗费用低又维护方便，使用寿命长且结构简单、紧凑，体积小，制造容易，不需接收调节和较好的防爆性能。

为实现上述目的，一种用于电机车的速度给定器，它包括设置在给定器腔体内的霍尔元件与封袋，弧形磁铁和复位弹簧以及它们相互连接的联动控制装置，此联动控制装置包括穿置于给定器腔体内安装轴套的立轴，于安装轴套外端的立轴尾端部设置轴承、销套和固定销套的开口销，立轴的头端部经螺栓、垫圈固联于定位托板和偏转板中，偏转板经螺栓、轴承、垫圈、螺母连接于调速手柄上的凸轮装置，并经凸轮装置与偏转板传动联接。

为了实现结构优化，其进一步的措施是：

封袋内为霍尔元件与放大电路的集成体。封袋体积不超过1/8cm³。霍尔元件为线性霍尔传感器。霍尔传感器的输出信号电压与作用的磁场强度成正比。

本实用新型采用于给定器腔体内设置霍尔元件与封袋，弧形磁铁和复位弹簧以及它们相互连接的联动控制装置，此联动控制装置包括穿置于给定器腔体内安装轴套的立轴，于立轴尾端部设置轴承、销套和开口销，立轴的头端部经螺栓固联于定位托板和偏转板中，偏转板经螺栓、轴承、垫圈、螺母连接于调速手柄上的凸轮装置，并经凸轮装置与偏转板传动联接的技术方案，它克服了现有矿用电机车上使用的光电给定器体积大，结构复杂，制造工艺较严，且当发光器件出现光环时还会影响防爆性能等缺陷。

相比现有技术所产生的有益效果：

(I)用霍尔感应元件作线性霍尔传感器且结构简单、紧凑，体积小，制作工艺简单；

(II)采用霍尔感应元件，工作稳定可靠，抗干扰性能强，起动平稳，无冲击，对电机和机械损耗小；

(III)防爆性能好，不需接收调节，能耗费用少，产品一次合格率高，成本低；

(IV)起动转矩大，牵引力增大，高效调速，使电池一次充电使用时间延长30％，提高电池使用寿命，节约成本35％；

(V)设过流、过压和欠压等多重保护控制，减少了电气设备的故障率；

(VI)内置红、白警示灯和LED灯作照明模块，使用寿命长、节能效果好；

(VII)操作舒适、方便、安全，劳动强度低。

它广泛应用于各类电子调速装置中，如各类电机车的斩波调速、变频调速等。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型用于电机车的速度给定器的整体结构主视图。

图2是给定器与联动控制装置的主视图。

图3是显示霍尔元件工作原理的示意图。

图4是显示霍尔传感器结构的示意图。

图5是给定器与联动控制装置的剖视图。

图中：01、联动控制装置，1、定位托板，2、偏转板，3、立轴，4、螺栓，5、垫圈，6、安装轴套，7、给定器，8、轴承，9、销套，10、开口销，11、封袋，12、霍尔传感器，13、螺母，20、转轴，21、霍尔元件，22、弧形磁铁，23、复位弹簧，24、微动开关，25、调速手柄。

具体实施方式

参照附图，一种用于电机车的速度给定器，它包括设置在给定器7腔体内的霍尔元件21与封袋11，弧形磁铁22和复位弹簧23以及它们相互连接的联动控制装置01。此联动控制装置01包括穿置于给定器7腔体内安装轴套6的立轴3，于安装轴套6外端的立轴3尾端部设置轴承8、销套9和固定销套9的开口销10，立轴3的头端部经螺栓4、垫圈5固联于定位托板1和偏转板2中，偏转板2经螺栓4、轴承8、垫圈5、螺母13连接于调速手柄25上的凸轮装置，并经凸轮装置与偏转板2传动联接。

结合附图，弧形磁铁22由带圆弧形槽的永久磁铁制成，使其能够绕转轴22旋转。霍尔元件21固定不动且与输入、输出、信号等(0V、Vcc、Vout)连接，初始位置，弧形磁铁22的N极顶端侧面贴近霍尔元件21，此时弧形磁铁22的N极磁场最强，霍尔感应输出电压最低。当绕转轴22旋转弧形磁铁22时，弧形磁铁22的N极磁场强度逐渐减弱，相对弧形磁铁22的S极加强，输出电压逐渐上升，用旋转弧形磁铁22的方法实现改变输出电压。旋转时，复位弹簧23能使弧形磁铁22自动归位。

由附图所示，为了便于调速手柄操作，用霍尔元件21作线性霍尔传感器12制作给定器7，将联动控制装置01中带圆弧槽的弧形磁铁22置于霍尔元件21的下方，以转轴20为支点，旋转弧形磁铁22并接近霍尔元件21的感应面；当弧形磁铁22的南极(S极)接近时，霍尔电路输出电压会高于无磁场时的输出电压；反之，当弧形磁铁22的北极(N级)接近时，输出电压降低；在复位弹簧23作用下，使弧形磁铁22从N级到S极于霍尔元件21感应面上平行掠过，霍尔元件21的输出信号从低至高变化。由于霍尔元件的自身性能，从初始位置至最大转角位置，输出从1.0V到4.2V线性变化。为了获得更紧凑的结构，更小的体积和使用的便捷，将霍尔元件21与放大电路集成于一体，和弧形磁铁22装置在一个塑料腔内，做成一个整件的集成体置入封袋11内，使封袋11体积不超过1/8cm³。

参见附图，电机车通过司机操作控制箱运行，给定器7及联动控制装置01经定位托板1固定、安装在控制箱内且与调速手柄25联动。调速手柄25轴上连接一个按“角度—半径”线性变化的凸轮装置，用凸轮装置中的凸轮带动偏转板2及转轴20动作。凸轮形状、安装位置等均与给定器7的转轴臂的尺寸进行适配计算和配置，保证调速手柄25旋转0～150度时，中间调速段霍尔元件21即能输出一段连续变化的电压信号。为了获得稳定可靠的工作，增强抗干扰能力和平稳的启动，选用线性霍尔传感器12作霍尔元件21的主要组件，使霍尔传感器12的输出信号电压与作用的磁场强度成正比，从而通过微动开关24使霍尔元件21输出1.0-4.2V不同的控制电压信号且输出的控制电压稳定可靠。

以上仅仅是本实用新型的较佳实施例，根据本实用新型的上述构思，本领域的熟练人员还可对此作出各种修改和变换。例如立轴、磁铁的形状、给定器外壳、固定板等相互连接及结构的修改和变换。然而，类似的这种变换和修改均属于本实用新型的实质。

Claims (5)

1、一种用于电机车的速度给定器，其特征在于它包括设置在给定器(7)腔体内的霍尔元件(21)与封袋(11)，弧形磁铁(22)和复位弹簧(23)以及它们相互连接的联动控制装置(01)，此联动控制装置(01)包括穿置于给定器(7)腔体内安装轴套(6)的立轴(3)，于安装轴套(6)外端的立轴(3)尾端部设置轴承(8)、销套(9)和固定销套(9)的开口销(10)，立轴(3)的头端部经螺栓(4)、垫圈(5)固联于定位托板(1)和偏转板(2)中，偏转板(2)经螺栓(4)、轴承(8)、垫圈(5)、螺母(13)连接于调速手柄(25)上的凸轮装置，并经凸轮装置与偏转板(2)传动联接。

2、根据权利要求1所述的用于电机车的速度给定器，其特征在于封袋(11)内为霍尔元件(21)与放大电路的集成体。

3、根据权利要求1所述的用于电机车的速度给定器，其特征在于封袋(11)体积不超过1/8cm³。

4、根据权利要求1所述的用于电机车的速度给定器，其特征在于霍尔元件(21)为线性霍尔传感器(12)。

5、根据权利要求4所述的用于电机车的速度给定器，其特征在于霍尔传感器(12)的输出信号电压与作用的磁场强度成正比。

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