SU1328887A1 - Бесконтактный преобразователь угла поворота с сосредоточенными обмотками - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники .и предназначено дл  преобразовани  угла поворота в эл. напр жение. Целью изобретени   вл етс  расширение Диапазона одноот- счетного синусного преобразовани  угла поворота и уменьшение реактивного момента. Преобразователь содержит ротор, выполненный в виде жестко закрепленной на немагнитном валу 1 ферромагнитной втулки 2. Торцовые плоские поверхности втулки 2 параллельны и выполнены под углом от,носительно продольной оси. Два идентичных по конструкции статора 3, каждый из которых выполнен в виде Ш- образного магнитопровода, смещены между собой на 180°. Магнитопроводы установлены в немагнитном корпусе 4. На среднем стержне каждого статора 3 расположена сосредоточенна  обмотка возбуждени  5, а на крайних стержн х размещены одинаковые по намоточным данным секции выходной об- мотки 6. Обмотки возбуждени  подключены к генератору опорного синуfat , 1

Description

соидального напр жени . Дл  устранени  вли ни  осевьж смещений ротора относительно оси симметрии статора 3 на внешней цилиндрической поверх1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в различных системах автоматики, в частности в системах электропривода с цифровыми датчиками угла поворота вала в качестве первичного измерительного преобразовател .

Цель изобретени  - расширение углового диапазона и уменьшение реактивного момента.

На фиг. 1 представлен преобразователь , продольный разрез; на фиг . 2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.З - электрическа  схема соединени  обмоток.

Преобразователь содержит ротор, выполненный в виде жестко закрепленной на немагнитном валу 1 диаметром с1 ферромагнитной втулки 2 с внешним диаметром d , соосной с валом 1, причем торцовые плоские поверхности втулки 2 параллельны и выполнены под угЛОМ

Тс

относительно ее продольной

oCHj -а на внешней цилиндрической поверхности втулки 2 вьшолнены симмет- ричцо относительно центра втулки кольцевые канавки диаметром d (d d j7d ) . Два идентичных по конструкции статора 3, каждьш из которых выполнен в виде Ш-образного магнитопровода, ус- тановлен ы по расточке немагнитного корпуса 4 со сдвигом один относительно другого на 180°. Фиксаци  статоров в направл ющих пазах корпуса 4 и установка ротора с радиальным воздушным зазором с/ относительно статоров 2 осуществл ютс  с помощью крьш1- ки 4 корпуса и подшипниковых узлов (фиг п1). Стержни каждого статора 3 располагаютс  в направлении оси вала 1, а торцовые поверхности статоров 3, обращенные к зазору и имеющие угловой размер /5 кажда , профилированы йо общей цилиндрической поверхности, соосной с валом. При этом каждый стержень статора 3 выполнен шириной, в осевом направлении большей, чем макности втулки 2 выполнены симметрично относительно ее центра симметрии кольцевые канавки. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.

симальна  длина образующей наход щейс  под данным стержнем части внешней цилиндрической поверхности втулки 2, т.е. выполн ютс  соотношени 

b b

Pi

be

(. (1)

Ha среднем стержне каждого статора 3 расположена сосредоточенна  обмотка 5 возбуждени , а на крайних стержн х размещены одинаковые по намоточным данным секции 6 выходной обмотки, включенные по дифференциальной схеме,

В соответствии с электрической схемой включени  обмоток (фиг.З) секции 6 выходных обмоток двух статоров 3 соединены последовател ьно, а обмотки 5 возбуждени ,расположенные на диаметрально установленных статорах 3, подключены к выходу генератора 7 опорного синусоидального напр жени .

Любые осевые смещени  втулки 2 относительно указанного (фиг.З) положени , вызванные, например, неточност ми сборки, привод т к по влению на выходе остаточного, не завис щего от угла поворота cL вала, напр жени .

Дл  устранени  вли ни  осевых смещений ротора относительно оси симметрии статора 3 на внешней цилиндричес- .кой поверхности втулки 2 выполнены симметрично относительно центра симметрии кольцевые канавки.

Выполнение соотношени  (1) гарантирует полное перекрытие торцовой поверхности данного стержн  статора 3 наход щейс  под ним части внешней цилиндрической поверхности втулки 2 при всех угловых положени х ротора.

Дл  компенсации вли ни  эксцентриситета в преобразователь введен дополнительно второй статор с обмотками, конструктивно идентичный первому, и устанавливаемый под углом 180° к первому статору 3, причем обмотки второго статора включаютс  последовательно с обмотками первого статора 3 (фиг.З). В этом случае увеличение радиальных зазоров под одним статором 3, ведущее к уменьшению сигнала на его выходной обмотке, компенсируетс  увеличением сигнала на выходной обмотке второго статора 3, расположенного диаметрально противоположно первому статору 3, за счёт снижени  величины радиального воздушного зазора под его стержн ми, так как выходные обмотки обоих статоров соединены последовательно . Выходной сигнал, сни- маемьй с диаметральной пары статоров 3, имеет вид:

si

ВТ

(1+2

Ч Те

к Sino U)i

(2)

где We

W

В

Вт

U)

t

число витков секции обмотки число витков обмотки возбуждени ;

ЭДС возбуждени ; частота сети;

врем .

Преобразователь работает следующи образом.

При изменении угла поворота d измен етс  соотношение частей общего магнитного потока возбуждени , созданного током питани  каждой обмотк 5 возбуждени , замыкающихс  через боковые стержни каждого статора 3 и ферромагнитную втулку 2, за счет изм нени  магнитных проводимостей радиальных воздушных зазоров под стержн ми каждого статора 3 в функции взаимного углового положени  статоров 3 и роторной втулки 2. Соответственно, возникает модул ци  амплитуды наводимой ЭДС в секци х 6 выходной обмотки каждого статора 3 в зависимости от угла поворота d , при зтом закон модул ции имеет синусоидальный характер , а выходной сигнал преобразовате- тел  имеет вид, соответствующий выражению (2) .

Фо .рмула изобретени 

Claims (3)

1, Бесконтактный преобразователь угла поворота с сосредоточенными обмотками , содержащий генератор опорного синусоидального напр жени , ротор, установленный на валу, с плоскими торцовыми поверхност ми и первый статор, выполненный в виде Ш-образного магни0 топровода, на среднем стержне которого расположена сосредоточенна  обмотка возбуждени , а на двух крайних стержн х размещены две одинаковые по намоточным данным секции выходной об5 мотки, включенные последовательно- встречно, отличающийс  тем, что, с целью расширени  углового диапазона и уменьшени  реактивного момента, ротор выполнен в виде ферро0 магнитной втулки, жестко закрепленной на валу соосно с валом, причем торцовые плоские поверхности втулки параллельны и выполнены с наклоном относительно продольной оси втул25 ки, а стержни статора аксиально сме5

о

о

щены друг относительно друга.

2.Преобразователь по п.1, о т - личающийс - тем, что, с целью устранени  вли ни  осевых оме щений ротора относительно оси симметрии статора на выходной сигнал, на внешней цилиндрической поверхности втулки выполнены симметрично относительно среднего стержн  статора две кольцевые канавки, ширина Каждого стержн  первого статора вдоль оси больше, чем максимальна  длина образующей наход щейс  под данным стержнем части внешней цилиндрической поверхности втулки.

3.Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что, с целью компенсации вли ни  эксцентриситета на выходной сигнал , введен дос полнительно второй статор с обмотками , конструктивно идентичный первому и установленный под углом 180° к первому статору, причем выходна  обмотка второго статора соединена последовательно с выходной обмоткой первого статора, а обмотка возбуждени  второго статора подключена к выходу генератора опорного синусоидального напр жени .

0

е

вш

Редактор В. Петраш

fe д

Составитель Б, Комаров Техред М.Ходанич

Заказ 3494/54 . Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  .наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Корректор Л. Бескид