SE446231B - Varvtalsgivare - Google Patents

Description

s-o. . 10 15 20 šo 35 8503135-9 hållande till varandra och är seriekopplade med varandra (jäm- för exempelvis L.N. Safonov, V.N. Volnjansky m.fl. "Precisions- vinkellägesgivare med tryckta lindningar. Bibliotek för mätappa- ratsbyggnadsingeniörer, publicerat år 1977, förlag "Mashino- stroenie", Moskva, s. 58-60).

När permanentmagneten vrides, induceras en nyttig signal-e.m.k. med växlande polaritet i lindningens aktiva ledare. Samtidigt inducerar yttre magnetiska eller elektromagnetiska fält, i lind- ningens aktiva ledare och änddelar störsignal-e.m.k:er, vilka i lindningens aktiva ledare kompenserar varandra tack vare att de aktiva ledarna är i motfas seriekopplade med varandra, under det att i lindningens änddelar adderas störsignal-e.m.k:erna till varandra, eftersom änddelarna är seriekopplade med varandra me- delst de aktiva ledarna.

I dessa kända varvtalsgivare kompenseras emellertid störsignaler- na icke fullständigt, eftersom kompenseringshärvan befinner sig på ett visst avstånd från lindningens änddelar, vilket avstånd bestämmes av lindningens konstruktiva utformning. Denna omstän- dighet blir särskilt märkbar, när det yttre elektromagnetiska fältet icke är symmetriskt, vilket exempelvis är fallet, när det- ta fält alstras av en matningsnättransformator. Icke heller kom- penseras i dessa kända varvtalsgivare störsignaler, som induce- ras i anslutningsledare mellan lindningen och efterföljande an- ordningar och kretsar.

Uppfinningstanken Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en varvtals- eller rotationshastighetsgivare, som gör det möjligt att genom fullständig kompensation av yttre störsigna- ler öka noggrannheten i bestämning av varvtalet.

Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst en varvtalsgivare innefattande en permanentmagnet, som har formen av en skiva med i omkretsriktningen växelvis anordnade poler och med ett axiellt hål för en rotationsaxel, och en av ett bär- organ uppburen lindning, vars aktiva ledare är anordnade mitt 10 15 20 25 30 35 8503135-9 för permanentmagnetens poler och är seriekopplade med varand- ra medelst lindningens änddelar, varvid varvtalsgivaren enligt föreliggande uppfinning utmärker sig av att den dessutom in- nefattar dels en extra lindning, vars aktiva ledare och vars änddelar, som är avsedda att seriekoppla de sistnämnda aktiva ledarna med varandra, är anordnade analogt med huvudlindningens aktiva ledare respektive änddelar i den omedelbara närheten av assss ash är förskjutna sn vinkel av från 3o° till 33o° i för- hållande till huvudlindningens aktiva ledare respektive ändde- lar, och dels en differentialförstärkare, vars ingångar är kopp- lade till de ena ändarna hos huvudlindningen och den extra lindningen, vilkas andra ändar är kopplade till differentialför- stärkarens gemensamma matningssamlingsledare.

Det är lämpligt, att den enligt föreliggande uppfinning föreslag- na varvtalsgivarens differentialförstärkare har formen av en spänningsjämförare.

Varvtalsgivaren enligt föreliggande uppfinning gör det möjligt att bestämma varvtalet mycket noggrant tack vare att de yttre elektromagnetiska störsignaler, som inverkar på givaren, kompen- seras fullständigt. ' Kort beskrivning av ritningsfigurerna Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bi- fogade ritning, på vilken fig. 1 schematiskt visar varvtalsgiva- ren enligt föreliggande uppfinning, fig. 2 visar ett snitt längs linjen II-II genom den i fig. 1 visade givaren, fig. 3 i försto- rad skala visar det avsnitt av bärorganet av elektriskt isoleran- de material, i vars spår givarens lindningar är anordnade, fig. 4 schematiskt visar det i fig. 3 visade avsnittet av bärorganet samt riktningen för e.m.k:er, som induceras av elektromagnetis- ka störsignaler, fig. 5 visar hur givarens lindningar är elekt- riskt kopplade till spänningsjämföraren och fig. 6 visar elekt- riska signaler, som uppträder över spänningsjämförarens ingångar och utgång. 10 15 20 25 30 35 8503135-9 Föredragen utföringsform av uppfinningen Varvtalsgivaren enligt föreliggande uppfinning innefattar en permanentmagnet 1 (fig. 1 och 2), som utgöres av en skiva med i omkretsriktningen växelvis anordnade, radiellt magnetiserade N- och S-poler. Skivan är försedd med ett axiellt hål 2 för upp- tagande av en rotationsaxel (roterbar axel) 3. Dessutom innefat- tar varvtalsgivaren lindningar 4a och 4b, som i denna utförings- form av uppfinningen är anordnade i spår 5 (fig. 3), vilka är upptagna i ett bärorgan 6 av elektriskt isolerande material.

Lindningarna 4a och 4b är uppbyggda av aktiva ledare 7a respek- tive 7b, vilka är seriekopplade med varandra medelst änddelar 8a respektive 8b. De aktiva ledarna 7a och 7b är anordnade mitt för permanentmagnetens 1 (fig. 2) poler i den omedelbara närhe- ten av varandra (i ett och samma spår). Lindningarnas 4a och 4b änddelar 8a (fig. 3) respektive 8b är även anordnade i den ome- delbara närheten av varandra. Lindningarna 4a och 4b är förskjut- na en vinkel av frân 30 till 3300 i förhållande till varandra, varvid dessa fasförskjutningsvinkelgränser bestämmes av utsigna- lens tillåtna amplitud. I denna utföringsform av varvtalsgiva- ren enligt föreliggande uppfinning är lindningarna 4a (fig. 4) och 4b förskjutna i förhållande till varandra 180° eller å, där p är antalet poler, vilken vinkel utgör en optimal förskjutnings- vinkel (fasförskjutning).

Dessutom är varvtalsgivaren enligt uppfinningen försedd med en differentialförstärkare 9 (fig. 1), vars ingångar är kopplade till lika ändar hos lindningarna 4a och 4b, vilkas andra lika ändarêürkopplade till differentialförstärkarens 9 gemensamma samlingsledare 10 (med lindningarnas lika ändar avses här och fortsättningsvis deras begynnelse- eller slutändar).

För att en rektangelformad signal skall kunna alstras över varv- talsgivarens utgång utgöres differentialförstärkaren lämpligen av en s.k. spänningsjämförare 11 (fig. 5).

Enligt en annan möjlig utföringsform av uppfinningen innefattar varvtalsgivaren en permanentmagnet med axiellt magnetiserade poler, varvid lindningarnas aktiva ledare är anordnade på sam- ma sätt som den ovan beskrivna utföringsformen av varvtalsgiva- 10 15 20 35 8503135-9 ren, men i radiell riktning.

Enligt ännu en möjlig utföringsform av varvtalsgivaren enligt uppfinningen kan lindningarna utgöras av dubbelsidigt tryckta lindningsenheter. _ Varvtalsgivaren enligt föreliggande uppfinning fungerar på föl- jande sätt. När permanentmagneten 1 (fig. 1 och 2) vrides, indu- ceras i den till spänningsjämförarens 11 inverterande ingång kopplade lindningen 4a (fig. 5) en signal 12 (fig. 6) med en frekvens, som är proportionell mot varvtalsgivarens varvtal el- ler rotationshastighet, samtidigt som i lindningen 4b induceras en signal 13 med samma frekvens och amplitud men i motfas med signalen 12. över spänningsjämförarens 11 utgång alstras en för- stärkt rektangelformad signal (rektangelsignal) 14.

Ifall varvtalsgivaren utsättes för inverkan av ett yttre elekt- romagnetiskt störfält, induceras störsignal-e.m.k:er el i de ak- tiva ledarna 7a (fig. 4), 7b och i änddelarna 8a och 8b. I de aktiva ledarna 7a och 7b, som är i motfas seriekopplade med var- andra, kompenserar e.m.k:erna el varandra, under det att de i änddelarna 8a och 8b inducerade e.m.k:erna ek adderas till var- andra. E.m.k:erna el överlagras i detta fall på signalerna 12 (fig. 6), 13, vilka inducerats av den roterande permanentmagne- ten 1, adderas till dessa signaler och överföres i form av e.m.k:er es till spänningsförarens 11 (fig. 5) ingångar. Efter- som störsignalen matas till jämförelsekretsens 11 ingångar i fas med e.m.k:erna es, ändrar den icke tillståndet hos den över jämföraren 11 uppträdande utsignalen 14 (fig. 6).

Genom att varvtalsgivaren enligt föreliggande uppfinning inne- fattar tvâ identiska lindningar, vilkas aktiva ledare är fas- förskjutna en vinkel av från 30° till 3300 och ligger i den ome- delbara närheten av varandra, och genom att de båda lindningar- nas änddelar är fasförskjutna på samma sätt och är anordnade i den omedelbara närheten av varandra samt genom att givaren är försedd med en spänningsjämförelsekrets, som är kopplad till lindningarna, kan man praktiskt taget fullständigt kompensera inverkan av yttre elektromagnetiska fält på varvtalsgivaren, 8505135-9 varför varvtalet eller vridningshastigheten kan bestämmas nog- Qrannare .

Industriell användbarhet Varvtalsgivaren enligt föreliggande uppfinning kan företrädes- vis användas för mätning och reglering av varvtalet hos elekt- riska motorer i video- och ljudbandspelare och skivspelare.

Claims (2)

10 15 20 8503135-9 Patentkrav

1. Varvtalsgivare innefattande en permanentmagnet, som har formen av en skiva med i omkretsriktningen växelvis anordna- de poler och med ett axiellt hål för passage av en vridnings- axel, och en av ett bärorgan uppburen huvudlindning, vars ak- tiva ledare är anordnade mitt emot permanentmagnetens poler och är seriekopplade med varandra medelst lindningens ändde- lar, k ä n n e t e c k n a d av att den dessutom innefattar dels en extra lindning (4b), vars aktiva ledare (7b) och vars änddelar (8b), vilka är avsedda att seriekoppla ledarna (7b) med varandra, är anordnade analogt med huvudlindningens (4a) aktiva ledare (7a) respektive änddelar (8a) i den omedelbara närheten av dessa och fasförskjutna en vinkel av från 30 till 3300 i förhållande till dessa, och dels en differentialför- stärkare (9), vars ingångar är kopplade till ett och samma slags ändar (begynnelse- eller slutändar) hos huvudlindningen och den extra lindningen (4a resp. 4b), vilkas andra ändar (s1ut- resp. begynnelse-) är kopplade till differentialför- stärkarens (9) gemensamma matningssamlingsledare (10).

2. Givare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att dif- ferentialförstärkaren utgöres av en spänningsjämförare (11).