PL151981B1 - Magnetoelektryczny przetwornik reluktancyjny prędkości obrotowej - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

i

OPIS PATENTOWY 151 981

Patent dodatkowy do patentu nr---- ^^nl Cl. G01P 3/48

Zgłoszono: 85 12 31 (P. 257237)

CZYTELBIA flGfl LU

Pierwszeństwo URZĄD

PATENTOWY

RP

Zgłoszenie ogłoszono: 87 09

Opis patentowy opublikowano:

1991 04 30

Twórcy wynalazku: Piotr Karkoszka, Ignacy Bojanek, Arkadiusz Cybulski

Uprawniony z patentu: Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów Hera-Piap, Warszawa (Polska)

MAGNBTOELEKTRYCZNY PRZETWORNIK RELUKTANCYJNY PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ

Przedmiotem wynalazku jest magnetoelektryczny przetwornik reluktancy jny prędkości obrotowej, przetwarzający prędkość obrotową elementu wirującego na napięcie zmienna o częstotliwości proporcjonalnej do prędkości obrotowej, stosowany zwłaszcza w technice motoryzacyjnej.

W znanych magnetoelektrycznych reluktancyjnych przetwornikach przetwarzania prędkości obrotowej na napięcie zmienne dokonuje się za pomocą otwartego obwodu magnetycznego, złożonego z magnesu trwałego, płytki koncentrującej strumień magnetyczny, z zakończonego nabiegunnikiem rdzenia, na którym umieszczona jest cewka, w której podczas zmian strumienia magnetycznego w rdzeniu indukuje się napięcie zmienne proporcjonalne do pierwszej pochodnej strumienia raagnetycznego względem czasu. Zmianę strumienia magnetycznego przenikającego przez szczelinę pomiędzy nabiegunnikiem, a powierzchnią elementu wirującego, na której znajdują się występy i zagłębienia, następnie przenikającego przez materiał elementu wirująoego, powietrze i elementy konstrukcyjne otaczające przetwornik oraz przez obudowę przetwornika, wywołuje zmiana reluktancji szczeliny powietrznej pomiędzy nabiegunnikiem, a powierzchnią elementu wirującego spowodowana przemieszczaniem się występów i zagłębień powierzchni tego elementu. W przetwornikach tych z uwagi na sposób wywoływania zmian strumienia magnetycznego amplituda sygnału zależy od prędkości obrotowej. Z uwagi na drogę, po jakiej strumień magnetyczny przepływa od bieguna N do bieguna S, przetworników tych nie można wyposażać w lite obudowy z materiałów będących przewodnikami prądu elektrycznego, ani w obudowy z materiałów o właściwościach magnetycznych.

Zgodnie z wynalazkiem magnetoelektry czny reluktancy jny przetwornik prędkości obrotowej ma obudowę z materiału niemagnetycznego,wewnątrz której umieszczona jest płytka koncentrująca strumień magnetyczny magnesu mającego kształt pierścienia, wewnątrz którego umieszczony jest rdzeń z cewką zakończony nabiegunnikiem, przy czym płytka koncentrująca, magnes,

151 981

151 981 szczelina pomiędzy nabiegunnikiem i powierzchnią elementu wirującego, materiał tego elementu oraz szczelina między powierzchnią elementu wirującego i powierzohnią magnesu tworzą zamknięty obwód magnetyczny. Cewka z rdzeniem może byó oałkowicie lub częściowo umieszczona wewnątrz magnesu, a powierzchnia czołowa nabiegunnika może leżeć w płaszczyźnie powierzohni magnesu lub też w płaszczyźnie innej niż płaszczyzna powierzohni magnesu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia przetwornik w przekroju wzdłużnym, schematycznie.

Przetwornik ma obudowę 9,wewnątrz której umieszczona jest płytka 1 koncentrująca strumień magnetyozny magnesu 2 mającego kształt pierścienia. Wewnątrz magnesu 2 umieszczony jest rdzeń 3 zakończony nabiegunnikiem 5. Na rdzeniu 3 umieszczona jest cewka 4. Cewka 4 wraz z rdzeniem 3 może byó umieszczona całkowicie lub częściowo wewnątrz magnesu 2, a powierzchnia czołowa nabiegunnika 5 może leżeć w płaszczyźnie powierzchni magnesu 2 lub też w płaszczyźnie innej niż ta powierzchnia. Obwód magnetyczny przetwornika tworzy płytka 1 koncentrująca, magnes 2, szczelina 6 pomiędzy nabiegunnikiem 5 a powierzchnią elementu wirującego 7, materiał tego elementu oraz szczelina 8 pomiędzy powierzchnią tego elementu a powierzchnią magnesu 2. Pod wpływem przemieszczania się występów i zagłębień na powierzchni elementu wirującego 7 względem nabiegunnika 5 zmienia się reluktancja szczeliny 6. Reluktancja szczeliny 8 z uwagi na to, że powierzchnia magnesu 2 jest wielokrotnie większa od powierzchni nabiegunnika 5, ulega minimalnej zmianie. Zmiana reluktanoji szcze liry 6 powoduje zmianę strumienia magnetycznego w rdzeniu 3 obejmowanym przez oewkę 4, w wyniku czego na jej zaciskach powstaje napięcie o częstotliwości proporcjonalnej do prędkości obrotowej elementu wirującego 7.

Zaletą przetwornika według wynalazku jest znaczne skrócenie drogi, w porównaniu ze zna nymi przetwornikami, strumienia magnetycznego pomiędzy biegunem N i ^WS^W magnesu, znaczne zmniejszenie reluktanoji obwodu magnetycznego, rozproszenia strumienia magnetycznego. Wszystko to przyczynia się do lepszego wykorzystania energii magnetycznej magnesu. Ponadto obudowa przetwornika może byó wykonana w kształcie rurki z materiału niemagnetycznego przewodzącego prąd elektryczny, ponieważ wewnątrz obudowy suma strumieni magnetycznych, wychodzących z nabiegunnika i wchodzących do magnesu lub odwrotnie jest równa zeru. Oznacza to, że przetwornik według wynalazku może wytwarzać napięcie zmienne o większej częstotliwości niż przetworniki z otwartym obwodem magnetycznym oraz to, źe charakteryzuje się większą odpornością na zakłócenia zewnętrzne wywołane przez pola magnetyczne lub elektromagnetyczne·

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Magnetoelektryczny przetwornik reluktancy jny prędkości obrotowej, przetwarzający prędkość obrotową elementu wirującego na napięcie zmienne o częstotliwości proporcjonalnej do prędkości obrotowej, stosowany zwłaszcza w technice motoryzacyjnej, zawierający płytkę koncentrującą strumień magnetyczny magnesu,wewnątrz którego umieszczony jest rdzeń z cewką zakończony nabiegunnikiem oraz mający element wirujący, znamienny tyra że ma obudowę (9) z materiału niemagnetycznego, wewnątrz której umieszczona jest płytka (1) koncentrująca strumień magnetyczny magnesu (2) mającego kształt pierścienia, przy czym płytka (1) koncentrująca, magnes (2), szczelina (6) pomiędzy powierzohnią czołową nabiegunnika (5) a powierzchnią elementu wirującego (7), materiał tego elementu oraz szczelina (8) pomiędzy powierzchnią elementu wirującego (7) a powierzchnią magnesu (2) tworzą zamknięty obwód magnetyczny.
2. 2. Magnetoelektryczny przetwornik reluktancy jny według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia czołowa nabiegunnika (5) leży w płaszczyźnie powierzchni magnesu (1).
3. 3. Magnetoelektryczny przetwornik reluktancy jny według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia ozołowa nabiegunnika (5) leży w płaszczyźnie innej niż powierzchnia magnesu (2).

   151 981