SU855751A1

SU855751A1 - Rotary transformer converter

Info

Publication number: SU855751A1
Application number: SU792802795A
Authority: SU
Inventors: Виктор Викентьевич Пинаев
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4829
Priority date: 1979-07-25
Filing date: 1979-07-25
Publication date: 1981-08-15

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулировочным трансформаторам с изменением магнитной проницаемости сердечника.The invention relates to electrical engineering, in particular to regulating transformers with a change in the magnetic permeability of the core.

Известны дифференциальные трансформаторные датчики (поворотные трансформаторы^ служащие для измерения и преобразования угловых перемещений. Конструкция такого поворотного трансформатора состоит из Ш-образного магнитопровода, на котором расположены первичная и две вторичные обмотки, и поворотного якоря. Первичная обмотка питается переменным напряжением, а во вторичных дифференциаль- 15 но включенных обмотках наводится напряжение, являющееся функцией положения якоря£1].Differential transformer sensors (rotary transformers for measuring and converting angular displacements are known. The design of such a rotary transformer consists of a W-shaped magnetic circuit on which the primary and two secondary windings are located, and a rotary armature. The primary winding is powered by alternating voltage, and in the secondary differential - 15 but when the windings are turned on, a voltage is induced that is a function of the position of the armature £ 1].

Недостатком этого поворотного 20 трансформатора является наличие радиальной силы магнитного взаимодействия якоря со статором, увеличивающей трение в опорах, а также отграниченный угол поворота. Это не позволяет 25 применить его в ряде устройств, например в поворотных устройствах с большим сроком службы, а также в устройствах, где требуется за полный поворот якоря (на 360°)получать боль- 30 шое количество импульсов выходного сигнала.The disadvantage of this rotary transformer 20 is the presence of a radial force of the magnetic interaction of the armature with the stator, which increases the friction in the supports, as well as the limited angle of rotation. This does not allow 25 to apply it in a number of devices, for example, in rotary devices with a long service life, as well as in devices where it is required to receive a large number of pulses of the output signal for a full rotation of the armature (360 °).

Наиболее близким по технической сущности ранением к изобретению является датчик импульсов,который осуществляет преобразование угла поворота подвижной части (до 360°) в число электрических импульсов. Датчик состоит из статора с полюсами и ротора. На полюсах статора располагаются первичная обмотка возбуждения и вторичные обмотки. При повороте ротора вследствие изменения проводимости между полюсами статора и ротором изменяется выходное напряжение£23.The wound closest to the technical essence of the invention is a pulse sensor, which converts the angle of rotation of the moving part (up to 360 °) into the number of electrical pulses. The sensor consists of a stator with poles and a rotor. At the poles of the stator are the primary field winding and secondary windings. When the rotor rotates due to a change in conductivity between the stator poles and the rotor, the output voltage £ 23 changes.

В известном устройстве воздушные зазоры в магнитной цепи обмоток увеличивают сопротивление магнитному потоку, возбуждаемому первичной обмоткой, что приводит к снижению КПД. Кроме того, в ряде устройств требуется, чтобы трансформаторный преобразователь создавал дополнительно фиксирующий момент при отключении управляющего сигнала, например при использовании его в качестве выключателя или при совместной работе его с пассивным шаговым двигателем, не имеющем собственного фиксирующего мо мента. Известный датчик этой функции выполнять не может.In the known device, the air gaps in the magnetic circuit of the windings increase the resistance to the magnetic flux excited by the primary winding, which leads to a decrease in efficiency. In addition, in a number of devices it is required that the transformer converter creates an additional locking moment when the control signal is turned off, for example, when it is used as a switch or when it is used together with a passive stepper motor that does not have its own locking moment. A known sensor cannot perform this function.

Цель изобретения - повышение КПД и расширение функциональных возможностей путам получения фиксирующего якорь момента.The purpose of the invention is to increase the efficiency and expand the functionality of the ways to obtain the moment fixing the anchor.

Указанная цель достигается тем,что в поворотном трансформаторном преобразователе, содержащем корпус, поворотный якорь, статор, первичную и вторичную обмотки, якорь выполнен в виде постоянного магнита, имеющего целое число пар разноименных полюсов, статор выполнен в виде двух магнитопроводящих замкнутых колец с полюсными наконечниками, при этом полюсные наконечники одного кольца расположены в промежутках между полюсными наконечниками другого кольца, первичная и вторичная обмотки расположены на кольцах, полюса постоянного магнита расположены против полюсных наконечников колец с зазором, в промежутках между полюсами постоянного· магнита установлены с зазором экранирующие магнитопроводящие пластины.This goal is achieved by the fact that in a rotary transformer transducer containing a housing, a rotary armature, a stator, primary and secondary windings, the armature is made in the form of a permanent magnet having an integer number of pairs of opposite poles, the stator is made in the form of two magnetically conductive closed rings with pole tips, the pole tips of one ring are located in the spaces between the pole tips of the other ring, the primary and secondary windings are located on the rings, the poles of the permanent magnet olozheny rings against pole pieces with a gap, in the intervals between the poles of a permanent magnet mounted · gap magnetically shielding plate.

На фиГ. 1 изображен вариант конструкции предлагаемого поворотного трансформаторного преобразователя; на фиг.2 г разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - выходная характеристика трансформаторного преобразователя.On fiG. 1 shows a design variant of the proposed rotary transformer; in Fig.2 g section aa in Fig. 1; in FIG. 3 - output characteristic of the transformer converter.

Конструкция предлагаемого поворотного трансформаторного преобразователя состоит из якоря 1, выполненного в виде двухполюсного постоянного магнита, вращающегося в подшипниках корпуса (не показан), к которому крепятся два магнитопроводящих статора 2 и 3, выполненных в виде колец, на которых имеются выступающие полюсные. наконечники Б . С якорем соединены через немагнитные прокладки 4 две экранирующие магнитопроводящие пластины 5. На кольцевых частях статора расположены равномерно распределенные по диаметру колец первичные б и вторичные 7 обмотки.The design of the proposed rotary transformer Converter consists of an armature 1 made in the form of a bipolar permanent magnet rotating in the bearings of the housing (not shown), to which two magnetically conducting stators 2 and 3 are mounted, made in the form of rings, on which there are protruding pole. tips B. Two shielding magnetically conductive plates 5 are connected to the armature through non-magnetic gaskets 4. On the annular parts of the stator there are primary b and secondary 7 windings uniformly distributed over the diameter of the rings.

Поворотный трансформаторный преобразователь работает следующим образом.Rotary transformer Converter operates as follows.

Первоначально постоянный магнит якоря расположен своцми полюсами против полюсных наконечников статора 2 (фиг. 1). Магнитный поток постоянного магнита замыкается через полюсные наконечники статора 2 и через его кольцевую часть. По кольцевой части статора 2 происходит также замыкание магнитного потока $_w первичной обмотки возбуждения. Сечения В кольцевых частей выбраны такими, что они насыщаются потоком постоянного магнита, т.е. кольцевая часть статора 2 насыщена магнитным потоком постоянного магнита и во вторичной обмотке статора 2 наводится минимальное напряжение. При повороте якоря (например, в сторону стрелки Г) постоянный магнит выходит из магнитного зацепления с полюсами статора 2 и замыкается на полюсные наконечники статора 3. При этом кольцевая часть статора 2 освобождается от насьацения потоком постоянного магнита, который через полюсные наконечники статора 3 замыкается по кольцевой части статора 3, насыщая ее. Во вторичной обмотке статора 2 наводится максимальное выходное напряжение. Характер изменения выходного напряжения (действующего значения) вторичной обмотки статора 2 в функции угла поворота ot показан на фиг.З. За полный поворот якоря (на 36 0°) во вторичной обмотке статора 2 наводится четыре импульса напряжения. То же самое происходит и во вторичной обмотке статора 3. Экранирующие пластины 5 исключают влияние потоков рассеяния постоянного магнита. Так как магнитная проводимость постоянного магнита при нахождении его полюсов против полюсных наконечников статоров максимальна, а при нахождении его полюсов, между полюсными наконечниками минимальна, то возникает магнитное усилие, удерживающее якорь в положении, когда полюса магнита расположены против полюсных наконечников статоров. Величина усилия может регулироваться в некоторых пределах за счет изменения расстояния между полюсными наконечниками.Initially, the permanent magnet of the armature is located with its own poles against the pole tips of the stator 2 (Fig. 1). The magnetic flux of a permanent magnet is closed through the pole tips of the stator 2 and through its annular part. The annular part of the stator 2 also closes the magnetic flux $ _{w of the} primary excitation winding. Sections In the ring parts are chosen such that they are saturated with a flux of a permanent magnet, i.e. the annular part of the stator 2 is saturated with a magnetic flux of a permanent magnet and a minimum voltage is induced in the secondary winding of the stator 2. When the armature is rotated (for example, in the direction of arrow G), the permanent magnet comes out of magnetic engagement with the poles of the stator 2 and closes on the pole tips of the stator 3. At the same time, the annular part of the stator 2 is freed from being pulled by the flux of a permanent magnet, which closes through the pole tips of the stator 3 the annular part of the stator 3, saturating it. In the secondary winding of the stator 2, the maximum output voltage is induced. The nature of the change in the output voltage (rms value) of the secondary winding of the stator 2 as a function of the angle of rotation ot is shown in FIG. For a complete rotation of the armature (by 36 °) in the secondary winding of stator 2, four voltage pulses are induced. The same thing happens in the secondary winding of the stator 3. Shielding plates 5 exclude the influence of scattering fluxes of a permanent magnet. Since the magnetic conductivity of the permanent magnet when its poles are located against the pole tips of the stators is maximum, and when its poles are located between the pole pieces, it is minimal, a magnetic force arises that holds the armature in the position when the magnet poles are located against the pole pieces of the stators. The magnitude of the force can be adjusted to some extent by changing the distance between the pole pieces.

Предлагаемая конструкция поворотного трансформаторного преобразователя позволяет исключить из магнитной цепи обмоток воздушные зазоры, и следовательно, уменьшить потери, повысить КПД преобразователя.The proposed design of a rotary transformer converter allows you to eliminate air gaps from the magnetic circuit of the windings, and therefore, reduce losses, increase the efficiency of the converter.

'5'5

Claims

1. Stupel F.A. Electromechanical devices. MaMKHOCTpoeHHe, 1975, cue sensors and transducers are non-electric. 146.

855751 .6

values. Energy, 1965, with. 18, fig. 1-8 years

2. Children and hygroscopic nodes