Opublikowane: 15.1.1971 62031 KI. 42 b, 12/03 MKP G 01 b, 7/00 UKD Twórca wynalazku: Andrzej Zakrent Wlasciciel patentu: Instytut Lotnictwa, Warszawa (Polska) Przetwornik elektromechaniczny przemieszczen katowych Przedmiotem wynalazku jest przetwornik elek¬ tromechaniczny do przetwarzania przemieszczen katowych w odpowiedni sygnal elektryczny, który to przetwornik pracuje w ukladzie transformatora róznicowego i wyposazony jest w rdzen typu ,,E". oraz wirnik, umieszczony pomiedzy bocznymi ko¬ lumnami rdzenia i obracajacy sie dookola osi ko¬ lumny srodkowej rdzenia.Znane dotychczas przetworniki tego typu sa wy¬ posazone w wirnik w postaci tarczy umieszczonej mimosrodowo. Dzialanie ich opiera sie na zasadzie zmian strumienia magnetycznego realizowanych przez zmiany szczeliny powietrznej w obwodzie magnetycznym w funkcji kata obrotu tarczy. Cha¬ rakterystyka tych przetworników jest nieliniowa, a ponadto wytwarzaja one moment obrotowy re¬ akcji, przez co obciazaja mechanicznie badany uklad. Cechy te ograniczaja zakres stosowania opi¬ sanych przetworników. W niektórych przypadkach, na przyklad w urzadzeniach giroskopowych, ist¬ nienie momentu reakcji wrecz uniemozliwia wy¬ korzystanie tych przetworników ze wzgledu na dodatkowe obciazenie ramki giroskopu.Celem wynalazku jest poprawienie wlasnosci eksploatacyjnych opisanych przetworników.Zgodnie z wytyczonym zadaniem opracowano przetwornik, w którym wirnik sklada sie z dwóch czesci, stanowiacych polowy cylindra podzielonego wzdluz plaszczyzny przechodzacej przez jego os sy¬ metrii, z których jedna jest wykonana z materialu 20 25 30 ferromagnetycznego, zas pozostala z materialu niemagnetycznego, przy czym jest on umieszczony wspólsrodkowo z cylindrycznymi nabiegunnikami kolumn bocznych rdzenia. Ponadto przetwornik jest wyposazony w dwa zespoly wkretki i wkretki zabezpieczajacej, mocujace lozyska wirnika w obu¬ dowie i w korpusie, za pomoca których ustala sie polozenie osiowe wirnika wzgledem rdzenia.Przetwornik wedlug wynalazku zapewnia stalosc strumienia magnetycznego przeplywajacego przez wirnik wzdluz jego osi. Dzieki temu przetwornik nie wywoluje momentu obrotowego, dlatego wiec czesc badana jest obciazona tylko momentem tar¬ cia w lozyskach wirnika. Ponadto przetwornik od¬ znacza sie liniowoscia charakterystyki z uwagi na stalosc dlugosci promieniowej szczeliny powietrz¬ nej pomiedzy wirnikiem a nabiegunnikami oraz z uwagi na liniowa zaleznosc przewodnosci magne¬ tycznej szczeliny powietrznej pomiedzy cylindrycz¬ nym wirnikiem i cylindrycznymi nabiegunnikami od kata obrotu wirnika.Przedmiot wynalazku* jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przetwornik w przekroju podluznym, a fig. 2 — ten sam przetwornik w przekroju po¬ przecznym wzdluz linii A-A zaznaczonej na fig. 1.W korpusie 1, wykonanym z materialu niema¬ gnetycznego sa osadzone nabiegunniki 2, wykonane z materialu ferromagnetycznego, np. z blach trans¬ formatorowych. Blachy transformatorowe sa przy- 62 0313 62 031 4 klejone do korpusu 1. Do zewnetrznych nabiegun- ników 2 przylegaja scisle boczne kolumny rdze¬ nia 3 wykonane takze z materialu ferromagnetycz¬ nego, np. z blach transformatorowych. Na srodko¬ wej kolumnie rdzenia 3 znajduje sie uzwojenie pierwotne w postaci cewki pierwotnej 4 nawinietej na korpusie tekstolitowym. Na obu bocznych ko¬ lumnach rdzenia 3 znajduja sie uzwojenia wtórne w postaci cewek wtórnych 5, podobnie nawinie¬ tych. Przewody doprowadzajace (nie pokazane na rysunku) wszystkich trzech cewek 4 i 5 wyprowa¬ dzone sa przez obudowe 6, wykonana z materialu niemagnetycznego.W srodkowej kolumnie rdzenia 3 wykonany jest otwór, biegnacy wzdluz tej kolumny, przez który przechodzi os 7 wirnika. Do osi 7 jest przymoco¬ wany cylindryczny wirnik podzielony wzdluz jego osi symetrii na czesc niemagnetyczna 8 i magne¬ tyczna 9. Czesc niemagnetyczna 8 jest wykonana z materialu niemagnetycznego, np. z mosiadzu; a czesc magnetyczna 9 — z materialu ferromagne¬ tycznego, np. z blach transformatorowych. Obie czesci 8 i 9 zlozone razem stanowia cylindryczny walec. Os 7 wirnika jest ulozyskowana z jednej strony w korpusie 1, a z drugiej strony — w obu¬ dowie 6. Lozysko 10 w obudowie 6 jest ustalone osiowo za pomoca wkretki 11 i wkretki zabezpie¬ czajacej 12. Drugie lozysko 13 jest umieszczone w tulei dociskowej 14 ustalonej osiowo za pomoca zespolu wkretki 15 i wkretki zabezpieczajacej 16.Wirnik zlozony z. czesci 8 i 9 jest umieszczony wspólsrodkowo z korpusem 1 i obudowa 6; dzieki czemu jego czesc magnetyczna 9 i nabiegunniki 2 stanowia walce wspólosiowe. Obudowa 6 jest po¬ laczona z korpusem za pomoca srub (nie pokaza¬ nych na rysunku) przechodzacych przez otwory 17, równolegle do osi wirnika.Przetwornik dziala na zasadzie transformatora róznicowego. Uzwojenie pierwotne 4 zasilane na¬ pieciem przemiennym wytwarza strumien magne¬ tyczny wzdluz kolumny srodkowej rdzenia 3. Stru¬ mien ten przechodzi przez osiowa szczeline po¬ wietrzna pomiedzy kolumna srodkowa i wirnikiem i wchodzi do czesci magnetycznej 9 równolegle do osi 7. Nastepnie strumien magnetyczny pokonuje promieniowa szczeline powietrzna pomiedzy czes¬ cia magnetyczna 9 i nabiegunnikami 2 i zamyka sie przez kolumny boczne rdzenia 3. W rezultacie w cewkach wtórnych 5 powstaje sila elektromoto¬ ryczna. Cewki te sa polaczone przeciwsobnie, dla¬ tego wypadkowa sila elektromotoryczna jest rózni¬ ca sil elektromotorycznych powstalych w obu cew¬ kach wtórnych 5.Przy symetrycznym polozeniu czesci magnetycz¬ nej 9 wzgledem nabiegunników 2 strumienie ma¬ gnetyczne w obu kolumnach bocznych rdzenia 3 sa jednakowe i wypadkowa' sila elektromotoryczna jest. równa zeru. Natomiast przy wychyleniu czesci magnetycznej 9 od polozenia symetrycznego zmie¬ nia sie przewodnosc magnetyczna promieniowej szczeliny powietrznej pomiedzy czescia magnetycz¬ na 9 i poszczególnymi nabiegunnikami 2: w jednej czesci wzrasta, a w drugiej maleje. W wyniltu tego zmienia sie rozklad strumienia magnetycznego w bocznych kolumnach rdzenia 3 i zmieniaja sie sily elektromotoryczne indukowane w cewkach wtór¬ nych 5. Róznica wartosci sil elektromotorycznych cewek wtórnych 5 jest rózna od zera i proporcjo¬ nalna do kata obrotu a czesci magnetycznej 9 od polozenia równowagi. W dowolnym polozeniu katowym wirnika calkowity strumien wytworzony przez cewke pierwotna 4. i przeplywajacy przez • czesc magnetyczna 9 pozostaje staly, a zmienia s^e jedynie jego rozklad na kolumny boczne rdzenia 3.Wobec tego nie powstaje moment obrotowy dzia¬ lajacy na wirnik.Tak wiec przetwornik nie obciaza przylaczonych do niego elementów momentem obrotowym reakcji wiekszym niz momenty tarcia w lozyskach 10 i 13.Polozenie osiowe wirnika wzgledem rdzenia 3 jest regulowane za pomoca dwóch zespolów wkretki i wkretki zabezpieczajacej 15 i 16 oraz 11 i 12, mocujacych lozyska 13 i 10 osi 7 wirnika w kor¬ pusie 1 i w obudowie 6. Na przyklad wykrecenie wkretki zabezpieczajacej 16 i wkretki 15 oraz wkretki zabezpieczajacej 12 pozwala wkrecic wkretke 11 w obudowe 6, a tym samym odsunac wirnik 8 i 9 od kolumny srodkowej rdzenia 3.Umozliwia to zmiany dlugosci osiowej szczeliny powietrznej, co zapewnia regulacje wartosci wy¬ padkowej sily elektromotorycznej cewek wtór¬ nych 5. PL