SU855413A2

SU855413A2 - Device for measuring torques

Info

Publication number: SU855413A2
Application number: SU792831723A
Authority: SU
Inventors: Александр Ефимович Дубинин
Original assignee: Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта
Priority date: 1979-10-22
Filing date: 1979-10-22
Publication date: 1981-08-15

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ(54) DEVICE FOR MEASURING TORQUES

1one

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени крут щих моментов.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure torques.

По основному авт. св. № 437936 известно устройство дл измерени крут щих моментов . Это устройство содержит упругий ферромагнитный вал и охватывающую вал электромагнитную систему, состо щую из кольцевого статора с распределенной по его внутренней поверхности трехфазной обмоткой возбуждени , двух тороидов, св занных магнитопровод щими сегментами, и двух включенных последовательно измерительных обмоток 1.According to the main author. St. No. 437936, a device for measuring torque is known. This device contains an elastic ferromagnetic shaft and an electromagnetic system enclosing the shaft, consisting of an annular stator with a three-phase excitation winding distributed on its inner surface, two toroids connected by magnetically conducting segments, and two measuring windings 1 connected in series.

Недостатки этого устройства - низка чувствительность и точность измерени изза зависимости выходного сигнала от скорости вращени вала, котора особенно сильно про вл етс при скорост х вращени вала и пол возбуждени близких друг к другуЦель изобретени - повыщение чувствительности и точности измерени .The disadvantages of this device are low sensitivity and measurement accuracy due to the dependence of the output signal on the shaft rotational speed, which is particularly pronounced at shaft rotation speeds and the excitation field close to each other. The purpose of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of measurement.

Указанна цель достигаетс тем, что в него введена дополнительна обмотка возбуждени , запитанна от источника посто нного напр жени через фильтр низких частот , причем дополнительна обмотка возбуждени выполнена в виде двух катущек, охватывающих вал и расположенных между кольцевым статором и измерительными обмотками.This goal is achieved by introducing an additional excitation winding fed from a constant voltage source through a low pass filter, the additional excitation winding being in the form of two coils covering the shaft and located between the ring stator and the measuring windings.

На чертеже представлено устройство дл измерени крут щих моментов.The drawing shows a device for measuring torques.

Устройство дл измерени крут щих моментов содержит цепи возбуждени и измерительную . Цепь возбуждени состоит из кольцевого статора I, выполненного из лисto ТОБОЙ электротехнической стали с распределенной по его вутренней поверхности трехфазной обмоткой 2 возбуждени , подключенной к источнику 3 трехфазного напр жени . Статор 1 охватывает вал 4, закрепленный в подшипниках 5 корпуса 6. Вал 4 ко5 аксиально охватывает дополнительна неподвижна обмотка 7 возбуждени , котора выполнена в виде двух катушек, расположенных между кольцевым статором 1 и тороидами 8 и подключена к источнику 9A device for measuring torques contains excitation and measuring circuits. The excitation circuit consists of an annular stator I made of YOU electrical steel with a three-phase excitation winding 2 distributed over its internal surface connected to the source 3 of three-phase voltage. The stator 1 encloses the shaft 4, fixed in the bearings 5 of the housing 6. The shaft 4 coaxially covers the additional stationary field winding 7, which is made in the form of two coils located between the ring stator 1 and the toroids 8 and connected to the source 9

„ посто нного напр жени через фильтр 10 низких частот.Constant voltage through 10 low pass filter.

Измерительна цепь состоит из кольцевых разрезных тороидов 8, сегментов 11 и двух соединенных последовательно измерительных обмоток 12, охватывающих коаксиально вал 4. Цепи возбуждени и измерительна разделены прокладками 13.The measuring circuit consists of annular split toroids 8, segments 11 and two measuring windings 12 connected in series, spanning shaft 4 coaxially. The exciter and measuring circuits are separated by spacers 13.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Трехфазна обмотка 2 возбуждени создает вращающеес магнитное поле, пронизывающее вал 4 и замыкающеес в статоре 1. Дополнительна обмотка 7 возбуждени создает посто нный магнитный поток, замыкающийс через элементы цепи: вал 4, тороиды 8 и сегменты 11.The three-phase excitation winding 2 creates a rotating magnetic field that penetrates the shaft 4 and closes in the stator 1. The additional excitation winding 7 generates a constant magnetic flux that closes through the circuit elements: the shaft 4, the toroids 8 and the segments 11.

При отсутствии крут щего момента (JH- 0) вал устройства изотропен и сигнал на выходе измерительных обмоток 12 равен нулю.In the absence of torque (JH- 0), the shaft of the device is isotropic and the signal at the output of the measuring windings 12 is zero.

При воздействии крут щего момента (Ж 0) в вале 4 по вл ютс механические напр жени сжати и раст жени под углом 45° к оси вала. В результате этого мен етс магнитна проницаемость вала во взаимно перпендикул рных плоскост х. Под деиствием напр жений сжати магнитна проницаемость вала уменьшаетс , а под действием напр жений раст жени - увеличиваетс . Вследствие возникающей анизотропности , вала по вл етс составл юща вращающегос магнитного пол возбуждени §bg- бегущее поле, проход щее вдоль оси вала и замыкающеес в измерительной цепи устройства. Эта составл юща магнитного потока sbg, црохо.зд через элементы 4, 8, 11 сцепл етс с витками измерительных обмоток 12, навод в них ЭДС, пропорциональную крут щему моменту на валу. Одновременно с потоком iPg вследствие анизотропности вала по вл етс поперечна составл юща посто нного магнитного потока Щ, котора проходит через вал.4 и замыкаетс в кольцевом статоре 1. Взаимодействие этой посто нной составл ющей магнитного потока |Ьп с вращающимс магнитным полем, создаваемым обмоткой 2 возбуждени , приводит к тому, что вал 4 устройства при скорост х вала и пол близких друг другу вт гиваетс в синхронизм, т.е. начинает вращатьс синхронно с вращающимс магнитным полем возбуждени подобно синхронной мащине (скорость вращени вала становитс равной скорости вращени пол ). Фильтр 10 низких частот преп тствует прохожденик) переменного тока от наведенной ЭДС в обмотке 7 к источнику 9 посто нного напр жени .When exposed to torque (Ж 0), mechanical pressure and tension at an angle of 45 ° to the axis of the shaft appear in the shaft 4. As a result, the magnetic permeability of the shaft in mutually perpendicular planes changes. Under the effect of compressive stresses, the magnetic permeability of the shaft decreases, and under the action of tensile stresses, it increases. Due to the resulting anisotropy, a shaft appears constituent of a rotating magnetic field of excitation §bg-running field passing along the axis of the shaft and closing in the measuring circuit of the device. This component of the magnetic flux sbg, circulating through the elements 4, 8, 11, interlocks with the turns of the measuring windings 12, causing emf in them proportional to the torque on the shaft. Simultaneously with the flux iPg, due to the anisotropy of the shaft, a transverse constant magnetic flux component U appears, which passes through the shaft 4 and closes in the ring stator 1. The interaction of this constant magnetic flux component | bn with the rotating magnetic field created by the winding 2 excitation leads to the fact that the shaft 4 of the device at speeds of the shaft and the floor close to each other engages in synchronism, i.e. begins to rotate synchronously with a rotating magnetic field of excitation like a synchronous mask (the speed of rotation of the shaft becomes equal to the speed of rotation of the field). The low-pass filter 10 prevents the passage of alternating current from the induced emf in winding 7 to the source 9 of constant voltage.

Использование дополнительной обмотки возбуждени позвол ет автоматически вращать вал устройства синхронно с вращающимс магнитным полем возбуждени при близких скорост х вращени вала и пол , т.е. вращать вал с посто нной скоростью, что устран ет зависимость выходного сигнала от скорости вращени вала и повыщает чувствительность и точность измерени .The use of an additional field winding allows the device shaft to automatically rotate synchronously with a rotating magnetic field of excitation at close shaft rotation speeds and the field, i.e. rotate the shaft at a constant speed, which eliminates the dependence of the output signal on the speed of rotation of the shaft and increases the sensitivity and accuracy of measurement.

Claims

Invention Formula

Device for measuring torques by aut. St. No. 437936, characterized in that, in order to increase sensitivity and measurement accuracy, an additional excitation winding is introduced into it, fed from a constant voltage source through a low-pass filter, the additional excitation winding being made in the form of two coils covering the shaft and located between ring stator and measuring windings.

Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 437936, cl. G 01 L 3/10, 19.06.72.

-Y / HDH / X / YAH

/////.