Преобразователь для бесконтактной передачи сигналов постоянного тока с вращающегося объекта Советский патент 1983 года по МПК H01R39/00 

объекта при вебольшвх габаритах и уменьще{гасм потреблеввв мощности мо дупяадш 2, Однако даиное устройство требует пц гельной регулировки всэдуигаьпс зазоров между врашаюпшмися и неподвижными ча шми магиитопровода. Допуски из-за это го малы и к точности изготовления и сборки необходимо предъявлять повышенкые требования. При монтаже устройства на валах большого диаметра сборка преобразователя оказывается затруднительной, так как воздушные зазоры становят ся соизмеримыми с допусками ва нзгоговление детал магнитопровод(а, а при наличии на концах валов выступов Иш других элементов большего чем вал диаметра сборка становится невозможной, гак как нельзя установить вращающуюся часть магиитопровода на вал. .Эго ограни чивает область применения даиаого преобразователя .объёмами с малыми диаметрами валов со свободным доступом к торцу вала, а также теми объектами, где возможна, стыковка торца вала врашакяцегсс } объшста с валом преобразователя. Кроме того, кХаксимальное число каналов йреобразовання сравш1Тв;н ко вевелшсо и TaKSte ограничено технологическими допусками йа сборку, изготйвявние отдельных детап. Цепь изобретения - распгаренне фушсци ональньос возможное тЫ, Посгавленвая цель достигается тю(, что в преобразователе для бесковтакгаой передачи сигналов постоянного тока с вращающетося объекта, содержащем роторные М згнитопроводы с сигнальными и модуляционной обмотками, статорвые маг Нйтопроводы с измерительными, обмо. ками, роторные магнитопроводы выполнены в виде набора пласгин с двумя окнамИ| в которых расположены секция модуляшioннoй обмопки, включенные последовательно и встречно, и секции сигнальной обмоиси, пра роторные магнитои1Х1воды расположены равномерно по окружности вращающегося объекта, с та торные магнитопроводы выполнены В виде Н.-образных секторов с расположенными ка средней их чести взмеритвпьнымвббмотками, включенными последовательно я согласно, и располож ы равномерно по окружности статора 1.при этом дополнн тельно введены индуктивный токосъемник коммутатор в датчик скорости, рогорная обмотка индуктивного токасъемнкска соединена с модуляционной обмоткой, а измерительные обмотки подключены к входам коммутатора, соединенного с датчиком скорости. На фиг. I приведена конструкция преобразователя; на фиг. 2 - конструкция одного из каналов (роторная и статорная части) с обмотками; на фиг. 3 - электрическая схема преобразователя. Преобразователь включает (см. фиг. I) роторную I и статорную 2 части. Роторная 1 включает вращающиеся магнитопроводы 3 с обмотками, равномерно /расположенные по окружности вращения на валу 4, а также ферромагнитный сердечник 5 с обмоткой 6 индуктивного токосъемника. Ф ромагнитный сердечник 5 отделен от вращающихся магни гопроводов 3 магнитным экраном 7. Статорная часть 2 включает второй ферромагнитный сердечник 8 с обмогкой 9 ийдуктивного токосъемника, второй магвитный экран 1О и ряд ферромагнитных сердечников II с расположенными на вих измерительными обмотками 12. Для обеспечения механической прочности роторная и статорная части залиты компауидом 13, например эпоксвдной смолой, Статорная 2 и роторная I части отделены друг от друга воздушным зазором14. На фиг. 2 приведена конструкция вращающегося магнитопровода 3 с обмотками, В юдвнжный ферромагнитный сердечник 11с измерительной обмоткой 12 и показано соединение обмоток. Обмотки 15 и 16 являются :модуляционными обмотками и соединены последовательно тиким образом, что создаваемые ими магнитные потоки .ф-,5 и ф направлены в среднем стержне 17 вращающегося магнитопровода 3 встречно. Свободные концы обмоток- 15 и 16 подключаются к концам вращающейся обмотки 6 (на фиг, 2 показано условно). Обмотки 18 и 19 являются сигнальными обмотками и соединены последовательно и согласно, а их свободные концы подключены к источнику передаваемого постоянного тока, например к TepMoneipe 2О. Вращающийся магнитопровод 3 целе.сообразно выполнять шихтованным в виде набора пластин, нзолнроваиных друг от друга. На фиг. 3 приведена .электрическая схема устройсУва. Модуляционные обмотки 15 и 16 всех каналов (для удобства обозначены элементы только одного канала преобразования) соединены последоватепьно в подключены к вращающейся о6могке 6 индуктивного 1чэкосъемника 21, Иамеригепьвые обмогки 12 подключены к коммутатору 22, синхронизированному от датчика 23 скорости вращения. Вы -ход ксшмутатора 22 подключен к регистр тору 24 (в п|риЕпвпе их монсет быть боль ше - ва каждый канал преобразования сво регистратор), например светолучевому осциллографу шш самописцу, Преобразователь работает следующим образом (рассматривается работа одного : канала яреобразов ия). Питание модуляционных обмоток 15 и 16 осуществляется с помощью индуктивного токосъаусншса 2t (позиции 5, 6, 8 в 9 ва фиг. 1) от источника переменного Вахф ження (на; фкг. t и 2 показаны условао). Вращающиеся сигнальные обмотки 18 и. 10 подключены к термопаре 20 и по вей протезсает постоянньй гок, величийаякоторого nponppniioHajpsHa разности температур между спаями термопары 2О, Создаваемый этим током магнитный поток ф- (см. фиг,. 2) при прохождении вращающегося магнитопровода 3 мимо ферро мш нитного сердечника 11 замыкает сй в основном по двум путям - по самому вравйаемуся магнитопроводу 3 (магвитный поток J ) и через воздуигаый зазор 14 по ферромагнитному сердечнику tl (магнитный поток Ф ). Если маг витное состояние вращающегося магнитооровода 3 неизменно, то из-за наличия воздушного зазора 14 ф . Однако, если амплитуда (тока в1 модуляционных обмотках 15 и 16 достаточно велика, так что магнитные потоки ф. и ф, об моток 15 и 16 модуляпий доводят материал вращающегося магвитопровода до васыщения (в основном в самых узких .местах магнитопровода 3), то соотношевие проводимое тей на путях магнитных потоков ф и ф существенно изменяется: ф резко возрастает, а ф уменьшаегся, Посколысу модуляционные обмотки питаются переменным тбтаум, то .изменения магнитного потока ф щюисходят дважды за период от минимальиоого до макси мального значения. Эта иамевения наводят в обмотке 12 ЭДС удвоеввой частоты тока модуляпий, амплитуда которой пропорпиональна величине постоянного тока в обмотках 18 и 19. Скорость вращевва объекта на велвчив ЭДС/ваводимой в обмопсе 12, не влияет так как направление силовых линий магнитного поля, создаваемого вращающимия сигнальныкш обмотками 18 и 19, пааллельно расположению витков измерительной обмотки 12. Таким образом, при прохождении враающегося магнитопровода 3 мимо феромагнитного сердечника II последние с бмотками вместе образуют магнитомодуЛЯЦИОННЫЙ ТОКОСЪ0ъ«ВИК. Сигнал с обмотки 12 коммутатор 22, который синхронизиро- вав от датчика 23, на регистратор 24. При вращении какого-либо магнитопровода 3 вместе с объектом коммутатор 22 подключает ко входу регистратора 24 нужную обмотку 12, последовательно обходя по окружности все обмотки 12, Таким образом, осу1Йествлаетсй однозначная передача сигналов постоянного тока с вращающегося объекта иа неподвижный,.. . При необходимости коммутатор 22 подключают к регистратору 24 непрерывно одну и ту же обмотку 12, чем} информация может быть передана с ебольшими разрывами через каждый кавал преобразования. Число каналов преобразования определяется при этом числом вращающихся маг нитопроводов 3, Если достаточно одни оаз за однв обог.: рот объекта получить инфсфмацшо о величине постоянного сигнала во вращакяонхся обмотках 18 и 19, то необходим только один ферромагвитвый сердечник tt с обмогкой 12, Если же передачу инфор /(ааии необходимо осуществлять одновремевво по всем каналам, то ферромагнитных сердечников 11с обмоткакш 12 должно быть равно числу вращающихся магнитопроводов 3, а количество регистраторов 24 должно быть равно числу каналов. Для ум«1ьшения габаритов устройства в осевом направлении вращающиеся 3 и неподвижные 11 магнитопроводы с обмотками мОгут располагаться в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения вала объекта. Предлагаемый преобразователь позволя ет в небольшом объеме получить достаточно большое число каналов преобразования. При этом допуски на взготовлевие элементов преобразователя достаточно велики, а сборка ие вызывает существенных затруднений. Эти преимущества особенно ярко проявлхпотся при необходимсютй расположения преобразователя для передачи сигналов с вращающегося объекта на валах большого диаметра в проходной части, когда допустимый размер преобразователя в осевом направлении ограничен. Фо. рмула изобретения Преобразователь для бесконтактной передачи сигналов постоянного тока с вращающегося объекта, содержащий роторные магнитопроводы с сигнальными и модуляционной обмопшми, статорные магнитопро воды с измерительными обмотками, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, роторные магнитопроводы выполнены в в№де набора пластин с двумя окнами, в которых расположены секции модуляционной обмотки, включенные последовательно и встречно и секции сигнальной обмотки, при этом роторные магнитопроводы рас ///f/ffШУложенй равномерно по окружности вращающегося объекта, статорные магнитопроводы выполнены в виде Н-образных секторов с расположенными на средней их части измерительными обмотками, включенными последовательно и согласи и расположены paBHOjviepHO по окружности статора, при этом дополнительно введены индуктивный токосъемник, коммутатор и датчик скорости, роторная обмотка индуктивного токосъемника соединена с модуляционной обмоткой, а измерительные обмотки подключены к входам коммутатора, соединенного с датчиком скорости, Источники информации, приняргые во внимание при экспертизе 1.Гусев В, Г. и др. Индуктивные и магнитомодуляционные преобразователи для передачи информации с вращающихся объектов, М., Энергия -, 1979, 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2523870, кл. О OlD 5/12, 1979 (прототип).