SU643744A1 - Магнитомодул ционный датчик угла поворота - Google Patents

Description

(54) МАГНИТОМОДУЛЯЦИО11НЫЙ ДАТЧИК УГЛА ПОВОРЮТА

на внутренней стороне кольцеобрааного статора расположены выступь5, на которых через один поспедоватегаьно раз мещены секции обмотки возбуждени  н секции многофазной выходной обмотки, а число пар полюсов ротора в два раза меньше числа пар полюсов выходной обмотки .

Такое выполнение позвошшо повысить точность предлагаемого устройства потому , что заданный характер зависимости выходного сигнала от угпа поворота обеспечиваетс  типом выкодной обметки, соотношени ми чисеп пар пошосов выход ной обмотки и ротора, чисеп катушек обеих обмоток и, таким образом, параметрами , значени  которых заданы без какого-либо допуска. Спецоватепьно, не может быть и откпонени  значений этих параметров от оптимальных.

На чертеже изображен общий вид магнитомодуп ционного датчика угпа поворота с двухфазной выходной обмоткой .

Магнитомодуп ционный датчик угпа поворота содержит кольцеобразный ста тор 1 из магнитном гкого материала, посдедоватепьно соединенные одинаковые секции 2,-секционную обмотку возбужде-ни  3, припегающую к внутренней поверхности статора 1, секции 4, образую щие секционную многофазную выходную обмотку 5, прилегающие к катушкам 2, многопопюсньтй ротор 6, выполненный в виде многопошосного посто нного магнита , намагниченного в плоскости, перпендикул рной его оси вращени . Секции

2и 4 равномерно распределены по окружности , причегл рассто ние между двум  соседними секци ми равно ширине одной секции. Число пар полюсов ротора 6 в два раза меньше числа пар погаос:ов выходной обмотки 5. Статор I имеет на внутренней поверхности выступы 7, которые равномерно распределены по окружности. Их число в два раза больше числа секций 2 обмотки возбуждени  Э. Выступы 7 обеспечивают простую и надежную фиксацию секций 2 и 4 обмоток

3и 5,

Удвоение чиспа выступов 7 по срав пению с числом секций 2 обеспечивает симметрию магьштного пол  возбужаеии  Обмотка возбуждени  3 подключена к источнику переменного напр жени  (на чертеже не показан). Ротор 6 изолирова стальной немагнитной оболочкой {на чер теже не показана).

Датчик работает следуиадим образом. По обмотке возбуждени  3 протекает ток, создающий переменный магнитный поток, который наводит в фазах выходной обмотки 5 ЭДС.

Выражени  дп  ЭДС фаз вьгхойной

обмотки

могут быть

записаны следующим образом.

2 feg juu(x1(i/2(x)Q(X + ci)ax,

о

2ii

jaj(x)tSJ2(x)G()dx.

коэффициент пропорциональности

K4-

где 3 - ГОК обмотки возбуждени  3i Шд{х)™ функци  распредепени  эффек- тивных витков обмотки возбуждени  Ш (lO WjfKV- функции распределени  эффективных витков фаз выходной обмотки 3;

O(XtcC)- функци , отображающа  закон изменени  проводимости выступов 7 и спинки статора 1 от угпа поворота ротора 6 ( оС дп  переменного потока обмотки возбуждени  3);

X -текуща  координата вдоль расточки статора 1.

Все секции выходной обмотки 5 наход тс  под одноименными погаосами поп , создаваемого обмоткой возбуждени  3. Поэтому можно прин ть фушщию ои(к ) равной константе Ш(х ) К2С учетом того, что выходна  обмотка 5 выполнена синусной, положим

oJ 3:SinpX, Ш5 С05Р5.

Насыщеш1е отде ьных участков магнй« топровойз статора 1 под воздействием потока посто нного магнита приводит к тому, что функци  6(.) становитс  переменной вдо ь расточки статора. Эта функци  раскпадьшаетс  в р д Фурье, из которого выде аетс  гармоника пор дка р. Наличие в разложении функ ции G ( X s- d.)гармоники пор дка р

обеспечиваетс  вышеуказанной геометрией ротора 6.

G(x-bo.) ApSin p(;-tot}- 6p3 AQ

00

S А„в1п п(х-5-оС) L

ttlfpi

где , Ар, А -коэффициенты Фурь

соответственно дл  посто нной составл - ющей гармоники р и rt-ой гармоники проводимости;

произвольно фазовые

ер и

углы.

Г1одставгш  по/мученные соотношени  в выражени  ди  Е и Ел , получим

Н K K S ApfTCosfpa-hep),

a Apfcsin (pcL-fep) TO есть на одной фазе выходной об мотки 5 напр жение измен етс  в функции угпа поворота ротора 6 по закону синуса, а на второй фазе по закону косинуса, как у Ьбычного синусно-косинусного вращающегос  трансформатора. Преимущества описьгааамого устройст ва по сравнению с известными, аакшочающиес  в его более высокой тошости объ сн ютс  следующим. Магнитомодуп нионный датчик не чувствителен к отклонению амплитуды магнитного потока и искажению конфигурации ПОЛЯ посто нного магнита и откло нению сечени  магнитопровода статора от оптимума. Действительно, указанные факторы привод т только к по влению в кривой проводимости G() гармоник с номерами, отличными от р. Однако это не приводит к нарушению синусоидального характера зависимости выходной ЭДС от угпа поворота ротора, так как JOO sinpx S (xtdL) , оn-i JQO cospx S А ()+« 3dx 0 Не скааьгеаетс  на точности предлагаемого датчика и эксцентриситет рото

pa 6. Хот  в этом с уча в разложений кривой по витс  помимо паразитных гармоник и посто нна  составл юща , но

2ir

J о

sin px Andx -O

2t

Claims (1)

1. J cospx AodxO, а сг1едоБзтепьно5 выходами сигнал остаетс  неизменным. Формула изобретени  Магнитомодул ционный датчик угла поворота, содержащий кольцеобразный статор из магнитном гкого материала, секпион1 ую обмотку возбу сдени , секционную многофазную вьтходную обмотку и многопошосньгй ротор, отличающийс  тем, что, с цепью повьтшенн  точиостн датчика, на внутренней стороне копьцеобразного статора расположены выступы, на которых через один последовательно размещены секции обмотки возбух денн  и секции многофазной выходной обмотки, а. чиспо пар полюсов ротора в два раза меньше чиспа пар полюсов выходной обмотки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Розенблат М. Д. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники,- 1966, стр. 338-34О, 2,и ульгин Л. В„, Демина Н. А., Каган Л, E.-CoKonoBa Н. Д. Магнитомодул5шионные преобразователи угпа поворота в код, 1968, стр. 27.