SU913525A1 - Электромеханическая шкала 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к электрическим машинам малой мощности и может быть использовано в системах автоматики для задания и отсчета точного углового положения валов машин и механизмов.

Известна электромеханическая шкала, содержащая магнитопроводы ротора и статора с обмотками, каждая из которых выполнена в виде сосредоточенных секций, охватывающих каждый зубец магнитопровода. Магнитопроводы ротора и статора такой шкалы выполнены с нечетными числами пар зубцов, ие имеющих между собой общих множителей. Такая элек-. тромеханическая шкала позволяет получить значительное число отсчетньгх точек на обороте вала [ 1 ].

Недостатком такой шкалы является низкая точность задания углов через равные промежутки.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является шкала, состоящая из магнитопроводов ротора и статора, имеющих одинаковые числа пазов и несущие по одной обмотке в виде последовательно включен2

ных сосредоточнениых секций, охватывающих каждый зубец магнитопровода. Одна из обмоток является обмоткой возбуждения, вторая выходной. Углы задаются по положению поворотного ротора, в котором достигается нуль (минимум) напряжения на выходной обмотке. Число нулевых положений за оборот ротора шкалы равно числу пазов магнитопроводов (21.

Недостатком, несмотря на его высокую точность задания углов, исчисляемую секундами и долями секунды, является невозможность получения большого числа угловых промежутков за оборот вала, гак как это число ограничивается числом пазов магнитопроводов. Увеличение числа пазов в микромашинах принципиально ограничено. Это иограничивает область применения устройства.

Цель изобретения - расширение области применения путем увеличения числа фиксированных угловых промежутков, делящих оборот ротора на равные часта, с сохранением точности известной шкалы и без изменения конструкции ее магнитопровода.

з 913525

Эта цель достигается тем, что в электромеханической шкале, содержащей магнитопроводы ротора и статора, имеющие одинаковые числа пазов, кратные четырем, и несущие по одной обмотке типа "зубец-полюс”, до- ₅ полнительно введены на одном магнитопроводе (например, статора), несущем обмотку возбуждения, вторая обмотка возбуждения и на другом магнитопроводе (например, ротора), несущем выходную обмотку, две одина- ю ковые выходные, сдвинутые между собой по положению на одно пазовое деление магнитопровода обмотки, выпонненкые в виде последовательно включенных сосредоточенных секций, охватывающих два зубца магнитопровода (об- ₁₅ мотка типа "два зубца-полюс”).

На фиг. 1 показан пример выполнения обмоток возбуждения (обмоток, размещенных на магнитопроводе статора); на фиг. 2 - выходные обмотки, размещенные на магнитопроводе ₂₀ ротора; а — основная выходная обмотка, б и в - дополнительные выходные обмотки; на фиг. 3 - графики выходных напряжений трех выходных обмоток при повороте ротора на полный оборот; а — на основной выходной ₂₅ обмотке, б и в — на дополнительных выходных обмотках; на фиг. 4 — взаимное положение магнитопроводов при нуле выходного напряжения на основной выходной обмотке; на фиг.

5 - взаимное положение магнитопроводов при ₃₀ нуле выходного напряжения на дополдттельных выходных обмотках.

Электромеханическая шкала содержит неподвижные магнитопровод статора и поворотный магнитопровод ротора с пазами 1—16. На магнитопроводах ротора и статора имеются ³⁵ пазы для размещения обмоток. Числа пазов магнитопровода ротора и магнитопровода статора равны между собой и должны быть кратны четырем.

На одном из магнитопроводов, например, ⁴⁰ статора, размещаются две обмотки возбуждения. Схемы нанесения обмоток для рассматриваемого примера магнитопровода с числами пазов, равными 16, показаны на фиг. 1. Принципиально числа пазов могут быть любыми и ⁴⁵ достаточно большими. Небольшое число пазов (16) взято для простоты выполнения рисунков. Одна обмотка возбуждения В_х, *В₂ представляет собой последовательно включенные сосредоточенные секции, каждая из которых ⁵⁰ охватывает один зубец магнитопровода. Секции, охватывающие соседние зубцы, имеют встречное включение. Таким образом обмотки В₍, В₂ имеет число полюсов равное числу зубцов (пазов) магнитопровода. Вторая обмот- ⁵⁵ ка возбуждения В₃, В₄ построена аналогично обмотке В₃, В₂, но ее секции охватывают два зубца магнитопровода и, следовательно, число

4

полюсов этой обмотки в два раза меньше, чем у обмотки В₂, В₂.

Обмотки В!, В₂ и В₃, В₄ размещаются в одних и тех же пазах магнитопровода статора. Для ясности схемы обмоток нарисованы отдельно.

На другом магнитопроводе (в рассматриваемом примере на магнитопроводе ротора) размещается три выходные обмотки (см. фиг.2). Для ясности схема каждой обмотки нарисована отдельно, хотя все обмотки располагаются в одних и тех же пазах магнитопровода ротора.

Первая обмотка (см. фиг. 2 а) выполнена аналогично обмотке возбуждения В_ь В₂ и имеет число полюсов, равное числу зубцов магнитопровода.

Вторая и третья обмотки (позиция бив на фиг. 2), выполненные аналогично обмотке возбуждения В₃ В₄ (по типу "два. зубцаполюс”), одинаковые между собой, но смещены по положению друг относительно друга на одно пазовое деление.

В данном устройстве введены три новые обмотки, которые обеспечивают удвоение числа угловых промежутков и углы могут быть заданы через промежутки кратные 360°/2п.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения переменного тока на обмотку В₂ Вз на первой выходной обмотке (см. фиг. 2а) при повороте ротора изменяется выходное напряжение согласно графику (см. фиг. За).

Первое угловое положение ротора, при котором выходное напряжение на этой обмотке обратилось в нуль принято за начало отсчета углов, последующие угловые положения, при которых на этой обмотке выходное напряжение обращается в нуль занумерованы последующими нечетными числами. Таким образом на выходной обмотке за оборот вала будет η (в данном случае 6) нулевых положений. Каждое нулевое положение достигается при таком взаимном положении магнитопроводов ротора и статора, когда зубец расположен против паза (см. фиг. 4).

При подаче напряжения на вторую обмотку возбуждения В₃ В₄ при повороте ротора на обмотках б и в (см. фиг. 2) наводятся напряжения, графики которых показаны на фиг. Зв и Зв. На этих обмотках нулевые положения имеются тогда, когда магнитопроводы ротора и статора расположатся между собой (см. фиг. 5), т.е. когда оси пазов магнитопро водов ротора совпадут с осями пазов магнитопроводов статора. На обмотках бив (см. фиг. 2) за оборот вала будет но п/2 (в данном случае 8) нулевых положений. Их номера (см. фиг. 3) соответствуют порядку нумера5

913525

6

ции нулей в их последовательности при вращении ротора. Добавленная система обмоток дает дополнительно η нулевых положений шкалы, размещенных в середине угловых промежутков, получаемых с помощью первой выход- ₅ ной обмотки.

Принципиально обмотки разной полюсности друг другу ке должны мешать и обе обмотки возбуждения могут быть запитаны параллельно. Однако во избежание технологических погреш- ,о ностей целесообразно при работе обмотки включать попеременно, т.е. при работе первой выходной обмотки отключать возбуждение обмотки В₃ В₄ и при работе от двух других выходных обмоток отключать возбуждение обмотки ,₅ Βι В₂.

Выполнение данного устройства шкалы позволяет без изготовления новых штампов вырубок пластин магнитопроводов удвоить от- ₂₀ счетное число угловых промежутков за оборот вала. При современном уровне изготовления магнитопроводов, например, в габаритах, не превышающих по диаметру 60 мм, удалось получать максимальное число зубцов 64. ₂₅

Данное устройство на этом же магнитопроводе имеет 128 угловых промежутков, отсекаемых нулевыми положениями ротора с весьма высокой точностью, что чрезвычайно важно ₃θ для современной измерительной техники.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Электромеханическая шкала, содержащая маг иитопроводы ротора и статора с равными числами пазов, кратными четырем, и содержащие да одном магнитопроводе обмотку возбуждения, а на другом - выходную обмотку, причем обмотки выполнены в виде последовательно соединенных секций, охватывающих каждый зубец магнитопровода, отличающаяс я тем, что, с цепью расширения области применения, она снабжена дополнительной обмоткой возбуждения, расположенной на том же магнитопроводе, что и основная, и двумя дополнительными выходными обмотками, расположенными на том же магнитопроводе, что и основная выходная обмотка, причем дополнительные выходные обмотки сдвинуты между собой на одно зубцовое деление и выполнены в виде последовательно соединенных секций, охватывающих по два зубца магнитопровода.