SU759963A1 - Электромагнитный преобразователь угловых ускорений 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано Для измерения угловых ускорений валов различных дви- . гателей и турбин всевозможных агрегатов в металлургической химической, машиностроительной й авиационной и других промышленностях.

Известен емкостной преобразователь^ угловых ускорений , который содержит два электропроводящих дискообразных электрода, размещенных один над другим. Между ними помещен ротор, состоящий из размещенного у одного из дискообразных электродов параллеЛь*5 нр ему и жестко закрепленного на диэлектрической оси промежуточного Электрода. Между этим электродом и вторым дискообразным размещен на оси дополнительный секторообразный электрод.

Данный преобразователь обладает существенным недостатком, а именно при помощи него нельзя определить 25 знак измеряемого ускорения.

Ближайшим к предложению по технической сущности и реализации задачи

является преобразователь ^2] , содержащий цилиндрический магнитопровод

2

с двумя крышками у оснований и осью по середине. На оси у оснований размещена двухсекционная обмотка возбуждения, а в центре свободно размещена инерционная масса, соединенная с магнитопроводом с помощью упругой измерительной обмотки. При вращении описанной выше конструкции с ускорением смещение инерционной массы приводит к изменению числа витков измерительной обмотки.' При вращении выше описанной конструкции с ускорением смещение инерционной массы приводит к изменению числа витков измерительной обмотки.

Недостатком данного преобразователя является невозможность его использования для определения ускорения непрерывно вращающихся валов различных двигателей и турбин,- что обусловлено способом закрепления преобразователя к подвижной части. Другим недостатком является низкая надежность, объясняемая наличием механических пружин.

Целью предложения является расширение области применения и повышение надежности.

3

759963

4

Достигается это тем, что в преобразователь угловых ускорений, содержащий полый цилиндрический магнито-. провод, крышки, инерционную массу, обмотки возбуждения, измерительную обмотку введен Н-образный магнитомягкий сердечник с секторообразными полюсами и фиксаторами, два полых цилиндрических сердечника, инерционная масса изготовлена в виде двух сердечников с секторообразными полюсами, ось изготовлена из немагнитного материала, при этом Н-образный сердечник размещен внутри магнитопровода и жестко закреплен на оси, на концах которых напрессованы цилиндрические сердечники, на внутренних концах которых на подшипниках с зазором к полюсам Н-образного сердечника установлены сердечники с секторообразными полюсами, а измерительная обмотка выполнена односекционной и свободно охватывает основание Нобразного сердечника.

На фиг. 1 представлена конструкция преобразователя; на фиг. 2 изображен Н-образный сердечник с фиксаторами.

Преобразователь состоит из полого цилиндрического магнитопровода 1, закрытого у оснований ферромагнитными крышками 2 и 3. Внутри магнитопровода 1 размещена жестко соединяемая с контролируемым объектом, изготовленная из немагнитного материала ось 4, на.· концах которой напрессованы цилиндрические сердечники 5 и 6, изготовленный' из магнитомягкого материала. На внутренних концах сердечника 5 и б на подшипниках расположены подвижные сердечники 7 и 8 с сёкторо'образными полюсами. Свободно между сердечниками 7 и 8 на оси 4 жестко закреплен, магнитомягкий Н-образный сердечник 9 с секторообразными полюсами. На каждом полюсе Н-образного сердечника 9 размещены диаметрально по два немагнитных фиксатора, соответственно 10, 11 и 12, 13 (фиг. 2). При .этом фиксаторы. 10 и 11 размещены тангенциально у края первого полюса в одной плоскости, а фиксаторы 12 и 13 размещены тангенциально у края второго полюса . в другой плоскости. Фиксаторы направлены во внешние стороны от полюсов сердечника 9. Длины фиксаторов выбраны Такими чтобы осуществлялось механическое зацепление Н-образного серде’фика 9 с сердечниками 7 и 8. Основание Н-образного источника свободно: охвачено измерительной обмоткой 14.

У оснований магнитопровода 1 размещены обмотки возбуждения 15 и 16, свободно охватывающие циллиндрические сердечники 5 и 6 и включены последовательно встречно под переменное напряжение.

Принцип действия предлагаемого

преобразователя заключается в следующем.

Обмотки возбуждения 15 и 16 создают переменный магнитный поток, который проходит по полюсам сердечника 9 и зазоры между полюсами сердечников 7—9, замыкаясь через сердечники 5, 6 и магнитопровод 1, воздушные зазоры между полюсами сердечника 9 и внутренней частью магнитопровода 1 (показано тонкими линиями). При вращении оси 4 с постоянной скоростью η вместе с сердечником 9 с той же скоростью будут вращаться сердечники 7 и 8 благодаря силам магнитного зацепления. Однако при наличии ускорения действующего на объект сердечники 7 и 8 благодаря фиксаторам 10, 11 и 12, 13 размещенных попарно в разных плоскостях, будут вести себя по разному. Так при увеличении скорости η сердечник 7 будет вращаться с тем же ускорением, что и сердечник 9, поскольку фиксаторы 12 и 13 будут препятствовать отставанию сердечника 7 от сердечника 9.

В это же. время сердечник 8 под действием силы инерции будет отставать от сердечника 9 на некоторый угол с< , пропорциональный приложенному ускорению.

В соответствии с изложенным, площадь между полюсами сердечника 7 и соответствующими полюсами сердечника 9 останется без изменений, а площадь между полюсами сердечника 8 и другими полюсами сердечника 9 уменьшится, поэтому магнитный поток от обмотки 15 останется без изменений, а магнитный поток от обмотки 16 уменьшится, в соответствии с этим часть потока от обмотки 15 будет иметь возможность сцепиться с обмоткой 14, на выходе которой, появится ЭДС определенной фазы. Если же скорость объекта уменьшится, то скорость сердечника 8, благодаря фиксаторам 10 й 11, принудительно уменьшится на ту же величину, но в это же время сердечник 7 под действием силы инерции будет опережать' во вращении сердечник 9 на некоторый угол ’сх ·, пропорциональный приложенному ускорению, следовательно, при наличии отрицательного ускорения площадь между полюсами сердечника 8 и соответствующими полюсами сердечника 9 уменьшится. Вследствие этого магнитный поток от обмотки возбуждения 16 останется без изменения, а магнитный поток от·. Обмотки 15 уменьшится, это приведет к тому что часть потока от обмотки 16 будет иметь возможность сцепиться с измерительной обмоткой 14, на выходе которой .появится ЭДС противоположной фазы по отношению к ЭДС возникающей при положительном ускорении. Таким . образом, знак измеряемого ускорения будет определяться' фазой ЭДС на выходе измерительной обмотки.

5

759963

Принцип действия преобразователя не изменится при вращении в другу-т сторону.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Электромагнитный преобразователь угловых ускорений, содержащий полый цилиндрический магнитопровод, крышки, ось, с установленной на ней инерционной массой, обмотки возбуждения и измерительную обмотку, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения надежности преобразователя, в него введены, установленный внутри . циллиндрического магнитопровода, Н-обраэный магнитный сердечник с секторными полюсами, снабженными фиксаторами, основание которого охватывает измерительная обмотка, два полых цилиндрических сердечника, а инерци<?

   ?г 14

   Фиг. 2

   ЦНИИПИ Заказ 5866/33 Тираж 1019 Подписное

   Филиал ППП ''Патент'', г. Ужгород, ул. Проектная,

   10

   15

   'онная 'масса выполнена в виде двух сердечников с секторообразными полюсами, причем Н-обраэный сердечник жестко.установлен на немагнитной оси на концах которой закреплены циллиндрические сердечники, на которых в подшипниках с зазором *к полюсам Н-образного сердечника установлены сердечники с секторообразными полюсами .