SU788290A1

SU788290A1 - Contact-free sine-cosine linear displacement reductosine

Info

Publication number: SU788290A1
Application number: SU792717536A
Authority: SU
Inventors: Марк Григорьевич Савченко; Михаил Васильевич Вершинин
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4514
Priority date: 1979-01-22
Filing date: 1979-01-22
Publication date: 1980-12-15

Description

Изобретение относится к бесконтактным синусно-косинусным датчикам индукционного типа линейного перемещения.·The invention relates to non-contact sine-cosine sensors of an induction type of linear displacement

Известен датчик линейного пере- 5 мещения, который состоит из катушек, намотанных в пазы двухзаходного резьбового каркаса и подвижного, ферромагнитного точного однозаходного винта fl}. ЮA linear displacement sensor 5 is known, which consists of coils wound in the slots of a two-way threaded frame and a movable, ferromagnetic, exact one-way screw fl}. YU

Недостатком этой конструкции является то,что ей свойственна внутришаговая погрешность,накапливающаяся на всей длине винта. Винт изготавливается из отдельных элементов, длина ко-f5 торых равна длине катушки/ но на длине каждого элемента внутришаговая погрешность не уменьшается.The disadvantage of this design is that it has an in-step error that accumulates over the entire length of the screw. The screw is made of separate elements, the length of which is equal to the length of the coil / but on the length of each element the step error does not decrease.

Наиболее близок по технической сущности и достигаемому результату 20 к предложенному бесконтактный синусный редуктосин линейного перемещения, содержащий кольцевой статор с зубчатыми по длине полюсами, выполненный из зубчатых пластин с зубцами 25 двух типов, различающихся по высоте, причем на статоре установлены обмотки и безообмоточный ротор, набранный из чередующихся магнитных и немагнитных колец. Уменьшение внут- 30 ришаговой накапливающейся погрешнос ти в подобных конструктивных схемах достигается шихтовкой элементов магнитной системы, что обеспечивает высокую степень усреднения внутришаговой погрешности L^{1 2}]·The closest in technical essence and the achieved result 20 to the proposed non-contact sinus reduktosin linear displacement, containing an annular stator with serrated poles in length, made of gear plates with teeth 25 of two types, different in height, with windings and a winding-free rotor mounted on the stator from alternating magnetic and non-magnetic rings. The reduction of the internal 30-step accumulating error in such structural schemes is achieved by batching the elements of the magnetic system, which provides a high degree of averaging of the intra-step error L ^{1 2} ] ·

Однако точность этого устройства также невысока.However, the accuracy of this device is also low.

Цель изобретения - повышение точности измерения.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement.

Эта цель достигается тем, что на статоре выполнены гладкие полюса, на которых установлены обмотки возбуждения, чередующиеся с зубчатыми полюсами, на которых установлены выходные синусная и косинусная обмотки, причем зубцы полюсов косинусной обмотки смещены по длине на четверть зубцового деления относительно зубцов полюсов синусной обмотки, а зубчатые пластины статора выполнены трех видов, последовательность чередования типов зубцов которых для крайних листов определяется рядом 1-0-0-1-1-0-1-0-0-1-1-0, для четных внутренних листов - рядом 1-1-0-1-1-0-^1-1-0-1-1 а для нечетных внутренних листов рядом 1-0-1-1-1-0-1-0-1-1-1-0где зубец типа 1 большей высоты, чем зубец типа 0.This goal is achieved by the fact that the stator has smooth poles on which excitation windings are installed, alternating with toothed poles on which the output sine and cosine windings are installed, the teeth of the poles of the cosine winding being offset by a quarter of tooth division relative to the teeth of the poles of the sinus winding, and the stator gear plates are of three types, the sequence of alternating types of teeth of which for extreme sheets is determined by 1-0-0-1-1-0-1-0-0-0-1-1-0, for even inner sheets, next to 1- 1-0-1-1-0- ^ 1-1-0-1-1-1 and for odd inner sheets near 1-0-1-1-1-0-0-1-0-1-1-1-1-0 where the type 1 tooth is greater than the type 0 tooth.

На фиг. 1 изображен редуктосин, поперечный разрез; на фиг. 2 - статор, развертка; на фиг. 3, 4 и 5 статорные пластины трех видов с двумя типами зубцов,' на фиг. 6 - схема обмоток статора. Редуктосин состоит из кольцево- ^эго электрбмашинного типа статора 1 с · обмотками и безобмоточного цилиндрического ротора 2.In FIG. 1 shows a reductosin, a cross section; in FIG. 2 - stator, scan; in FIG. 3, 4 and 5, stator plates of three types with two types of teeth, 'in FIG. 6 is a diagram of the stator windings. Reduktosin comprises th ^e koltsevo- elektrbmashinnogo type stator windings · 1 and a cylindrical rotor 2 bezobmotochnogo.

Пакет статора .собирается из зуб- .The stator package. Is assembled from the tooth.

чатых пластин ферромагнитного мате- ’θ риала и имеет четное число гладких полюсов, чередующихся через два или через один зубчатых полюса, как показано на развертке пакета статора (фиг. 2), где по горизонтали прону- 15 мерованы полюса 3-14, а по вертикали - пластины (пакеты пластин) 15-23 в пакете.of ferromagnet material and has an even number of smooth poles alternating through two or one toothed poles, as shown in the scan of the stator package (Fig. 2), where poles 3-14 are horizontally permeated, and poles 3-14 vertical - plates (packs of plates) 15-23 in the package.

Вырубки крайних пластин 15 и 23 представлены на фиг. 3, вырубки чет- 20 ных пластин 16, 18, 20 и 22 - на фиг. 4, а вырубки внутренних нечетных пластин 17, 19 и 21 - на фиг. 5. На фиг. 3, 4 и 5 укороченные зубцы установлены для механической жесткости па-__ кета статора и принципиального значения не имеют, т. е. могут отсутствовать.Cutouts of the end plates 15 and 23 are shown in FIG. 3, felling of even 20 plates 16, 18, 20 and 22 - in FIG. 4, and felling of the internal odd plates 17, 19 and 21 in FIG. 5. In FIG. 3, 4 and 5, shortened teeth are installed for mechanical rigidity of the stator keta keta and are not of fundamental importance, i.e., they may be absent.

Собирая пакет статора из зубчатых пластин в соответствии с разверткой (фиг. 2), получим сдвиг между эуб-30 цами полюсов косинусной .обмотки и зубцами синусной обмотки на четверть зубцового деления по длине пакета.Assembling the stator package from the gear plates in accordance with the scan (Fig. 2), we obtain a shift between the eub-30 poles of the cosine. Windings and the teeth of the sinus winding by a quarter of tooth division along the length of the package.

Гладкие полюса 3, 6, 9 и 12 статора охватывают секции 35 (фиг. 1) обмотки возбуждения, соединенные между собой последовательно согласно.Smooth poles 3, 6, 9 and 12 of the stator cover sections 35 (Fig. 1) of the field winding, interconnected in series according to.

Зубчатые полюса 4, 5, 10 и 11 статора охватывают секции V/₂₄, м/_2г, V7₂₅ , до синусной рабочей обмотки,.соединенные между собой последовательно-встречно.Toothed poles 4, 5, 10 and 11 of the stator cover the sections V / ₂₄ , m / _2g , V7 ₂₅ , up to the sinus working winding, interconnected in series and opposite.

Зубчатые полюса 7, 8, 13 и 14 статора охватывают секции косинусной рабочей обмотки, соединенные между собой также последовательно-²*® встречно.Toothed poles 7, 8, 13 and 14 of the stator cover sections of the cosine working winding, which are also connected in series, ² * ® in the opposite direction.

Ротор 2 представляет собой пакет колец (шайб) магнитного и немагнитного материала, где магнитные кольца выполняют роль зубца, а немагнитные - 50 ,паза.Величина зубца и паза ротора равна величине зубца зубчатого полюса·, по длине пакета стйтора.Rotor 2 is a package of rings (washers) of magnetic and non-magnetic material, where the magnetic rings act as a tooth, and non-magnetic - 50, a groove. The size of the tooth and groove of the rotor is equal to the value of the tooth of the gear pole ·, along the length of the stitor.

Редуктосин работает по принципу дифференциального трансформатора. При 55 совпадении магнитных колец (зубцов) ротора с зубцами полюсов 4 и 10 синусной обмотки ЭДС'синусной обмотки бу дет иметь максимальное значение, совпадагацее по фазе с фазой напряжения питания, а при совпадении зубцов ротора с зубцами почюсов 5 и 11 ЭДС синусной обмотки будет иметь максимальное значение, сдвинутое по фазе отноcHTenbgo фазы напряжения питания на 180 . При перемещении ротора в осевом направлении характеристика огибающей амплитуды выходного напряжения будет иметь близкую к синусоидальной зависимость от величины перемещения с периодом, равным периоду ротора. Аналогичную характеристику будет иметь ЭДС косинусной обмотки, но только сдвинутую по длине перемещения на четверть периода, так как зубцы полюсов косинусной обмотки сдвинуты |относительно зубцов полюсов синусной обмотки.Reductosine works on the principle of a differential transformer. With 55 coincidence of the magnetic rings (teeth) of the rotor with the teeth of the poles 4 and 10 of the sine winding of the EMF’s sinus winding, it will have a maximum value that coincides in phase with the phase of the supply voltage, and if the teeth of the rotor coincide with the teeth of the poles 5 and 11 of the EMF of the sinus winding have a maximum value, phase shifted relative to the phase of the supply voltage phase by 180. When moving the rotor in the axial direction, the characteristic of the envelope of the amplitude of the output voltage will have a close to sinusoidal dependence on the magnitude of the movement with a period equal to the period of the rotor. The EMF of the cosine winding will have a similar characteristic, but only shifted along the displacement length by a quarter of the period, since the teeth of the poles of the cosine winding are shifted relative to the teeth of the poles of the sine winding.

Claims

FIG. 1 shows reductosin, a cross-section; in fig. 2 - stator, reamer; in fig. 3, 4 and 5 - stator plates of three types with two types of teeth; in fig. 6 is a diagram of stator windings. The reductosin consists of an annular electromachine type of stator 1 with windings and a cylindrical rotor without a winding 2. A stator package is assembled from toothed plates of ferromagnetic material and has an even number of smooth poles alternating through two or one toothed poles, as shown on the scan of the stator package (Fig. 2), where the poles 3-14 are horizontally numbered, and the plates (plate packs) 15-23 are in the package vertically. Cuttings of the outer plates 15 and 23 are shown in FIG. 3, punching even-numbered plates 16, 18, 20 and 22 — in FIG. 4, and the cutting of the internal odd plates 17, 19 and 21 in FIG. 5. In FIG. 3, 4 and 5 shortened teeth are set for mechanical rigidity of the stator package and do not have a fundamental value, i.e., they may be absent. By assembling a stator packet of toothed plates in accordance with the sweep (Fig. 2), we obtain the shift between the teeth of the poles of the cosine winding and the teeth of the sinus winding by a quarter of the tooth division along the length of the packet. Smooth poles 3, (, 9 and 12 stators o} wind the sections fJ, NW, Y, (Fig. 1) of the excitation windings connected in series according to one another. The gear poles 4, 5, 10 and 11 of the old cover sections. 24 sine working winding connected in series to counter-toothed gear poles 7, 8, 13 and 14 of the old span cover sections NU ,, and the cosine working winding interconnected also n, subsequently to counter. Rotor 2 is a package of rings (washers) of magnetic and non-magnetic material, where magnetic rings play the role of a tooth, and non-magnetic The teeth and the rotor groove are equal to the teeth of the gear pole along the styyor package. The reductosin works on the principle of a differential transformer. If the magnetic rings (teeth) of the rotor coincide with the teeth of the poles 4 and 10 of the blue winding of the electrosine winding, they will have the maximum value the phase coincides with the phase of the supply voltage, and if the rotor teeth coincide with the teeth of p-pulses 5 and 11, the EMF of the sinus winding will have a maximum value shifted in phase relative to the phase of the supply voltage by 180. When the rotor moves in the axial direction, the characteristic of the bending of the amplitude of the output voltage will have a nearly sinusoidal dependence on the magnitude of the displacement with a period equal to the rotor period. The EMF of the cosine winding will have a similar characteristic, but only shifted along the length of the displacement by a quarter of the period, since the teeth of the poles of the cosine winding are shifted relative to the teeth of the poles of the sinus winding. Non-contact sine-cosine linear motion reductosin containing an annular stator with jagged poles in length, made of jagged plates with teeth of two types differing in height, with windings and a winding-free rotor assembled from alternating magnetic and non-magnetic rings, each different, different windings are installed on the stator. the fact that, in order to increase the measurement accuracy, smooth poles are made on the stator, on which excitation windings are installed, alternating with gear poles, on which The output sinus and cosine windings are woven, the cosine winding poles are offset by a quarter of the tooth division relative to the teeth of the sinus winding poles, the stator serrated plates are made of three types, the sequence of alternation of tooth types for the outermost sheets is 1-0-0-1 -1-0-1-0-0-1-1-0, for even inner sheets - a series of 1-1-0-1-1-0-1-1-0-1-1, and for odd inner sheets sheets - 1-0-1-1-1-0-1-0-1-1-1-0, where the tooth of type 1 is greater than the tooth of type 0. Sources of information taken into account during the examination 1. Japanese Patent e I 44-6733, Cl. 106c 32, 1969.

2. USSR author's certificate according to application code 2409835/07, cl. H 02 K 24/00, 1976.

ig.

567

fS

sixteen

77 18 19

go r1 pa

3 JO} yy

gz m

fputS

fie.Ch

cpueS AALAAAA

P

W LAAA