Преобразователь угловых перемещений Советский патент 1986 года по МПК G01B7/30 

Изобретение относится к измери- ,тельной текнике и может быть использовано в системах автоматики и -телемеханики для измерения угловых перемещений вращающихся на оси объекто контроля.

Целью изобретения является повы- шение точности преобразования путем уменьшения погрешностей формирования выходных ЭДС, стабилизации посто ;янной составляющей, глубины модуляции и пространственного смещения между выходными ЭДС преобразователя.

На фига 1. показан преобразователь угловых перемещений, продольный раз- рез, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - пространственное размещение секций обмотки возбуждения в кольцевых проточках .статора и их электрическое соединение (стрелками показаны направления токов в них), на фиг, 4 - взаимное расположение зубцов статора и ротора(развертка, с заштрихованными участками . площадей взаимного перекрытия их зубцов, соответствующими их некоторому относительному угловому смещению) , а также электрическая схема соединения секций обмоток возбуждения и обмоток считывания преобразователя .

Преобразователь содержит закрепленный в корпусе 1 статор 2 с нанесенными на его внутренней поверхности зубцами 3. В корпусе 1 на подшипниковых опорах 4 установлен ротор 5 с нанесенными на его внешней поверхности зубцами 6, ориентированными под углом и if к зубцам 3 статора. На внутренней поверхности статора выполнены также кольцевые цро- точки 7-11 для-укладки в них обмоток преобразователя и продольный паз 12 для размещения в нем соединительных выводов обмоток.,Секционированная однофазная обмотка 13 возбужденил содержит десять кольцевых секций 14-23,.соединенных последовательно и уложенных попарно в кольцевые проточки 7-11 статора (фиг. 3) так, что направления токов в каждой паре секций совпадают, а направления токов в смежных парах секций (смежных кольцевых проточках).встречные. До- полнительные кольцевые секции 14 и 15 обмотки возбуждения, уложенные в крайних кольцевых проточках 7 и 11 служат для обеспечения равенства ампер-витков возбуждения на краях ста

5

0

5

0

5

0

гора с ампер-витками возбуждения, по всей длине. В тех же кольцевых проточках статора 2 уложены секции обмоток 24-27 считывания, выполненные кольцевыми, как и секции обмотки 13 возбуждения, и имеющие одну общую (заземленную) точку соединения и отдельные выводы.28-31 для съема с них выходных пространственно смещенных сигналов преобразователя, несущих информацию об угловом смещении ротора 5 и связанного с ним объекта контроля (не показан) относительно статора 2.

Преобразователь работает следующим образом.:

При подключении обмотки 13 возбуждения к однофазному источнику питания переменного тока .(не показан) ее секции создают магнитный поток, наводящий ЭДС в обмотках 24г27 считывания, размещенных в общих с ними кольцевых проточках 7-11. Величины ЭДС пропорциональны магнитной проводимости участков магнитной цепи, образованных статором 2, ротором 5 и воздушным зазором между их зубцами 3 и 6. Магнитная проводимость зависит от площади взаимного пере- крьггия зубцов 3 и 6 статора и ротора (фиг. 4), которая периодически изменяется в зонах размещения обмоток преобразователя при вращении ротора относительно статора, зубцы которых образуют комбинационное, растровое .сопряжение. Благодаря этому выходные напряжения, получаемые на вьшодах 28-31 преобразователя, модулируются по амплитуде и имеют относительньй сдвиг в пространстве на угол, зависящий от величины промежутков р между кольцевыми проточками 7-11 статора, определяемых выражением

f

.

где

- зубцовый шаг статора, K- число обмоток считывания.

В описанном варианте преобразова- теля с четырьмя обмотками считывания формируемые в них ЭДС смещены на угол 90° и модулированы по величине В функции углового перемещения ротора практически по треугольному закону.

Бла.годаря выравниванию магнитных потоков возбуждения, создаваемых

секциями обмоток возбуждения на краях и в середине магнитопровода,обеспечивается выравнивание постоянньпс составляющих и глубины модуляции наводимых в обмотках считывания ЭДС, что повышает точность преобразования угловых перемещений.

Формула изобретения

Преобразователь угловых перемещений, содержащий относительно подвижные статор и ротор, на обращенные одна к другой поверхности которых . нанесены зубцы, ориентированные под углом U У одни относительно других и размещенные в кольцевых проточках статора, разделенных промежутками f ,

226034

секционированные обмотки возбз жде- ния и считывания, отл.и чающий с я тем, что, с целью повьше- ния точности, он Снабжен двумя до- 5 полнительными кольцевыми секциями обмотки возбуждения, размещенньми в крайних кольцевых проточках статора и включенными последовательно и согласно с основными секциями 10 обмотки возбуждения, уложенными в тех же проточках, а величину определяют соотношением

Г-h-t uM

где - зубцовый шаг статора,

h- число обмоток считывания.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность преобразования угловых перемещений путем,уменьшения погрешностей формирования выходных ЭДС стабилизации постоянной составляющей, глубины модулдции и пространственного смещения между выходными ЭДС преобразователя угловых перемещений. Преобразователь содержит статор с зубцами и кольцевыми проточками для размещения в них секций обмотки возбуждения и обмоток считывания. Ротор, с которым связан контролируемый объект, имеет на внешней поверхности зубцы, ориентированные под углом ДЧ к зубцам статора. При вращении ротора относительно статора происходит модуляция магнитной проводимости магнитной цепи преобразователя, образованного статором, ротором и зазором между их зубцами, которые образуют комбинационное растровое сопряжение. Благодаря периодическому изменению магнитной проводимости и пространственному смещению обмоток считьгоания в преобразователе формируются ЭДС, модулированные по величине практически по треугольному закону в функции углового перемещения ротора и смещенные на угол, зависящий от количества обмоток считывания и расстояния г между ними, определяемому вьфажением Р /h-iQ44 j где g - зубцовый шаг статора; h .- число обмоток считывания. При четырех обмотках считывания этот угол равен 90°. 4 ил. i Л to lN3 О5 О СО

/ /

77 15/

Т

/(-А

Фиг.

16

/7 Ю 13 20 2} 22

23

Составитель С. Скрыпник Редактор О. Юрковецкая Техред В.КадарКорректоре. Шекмар

Заказ 2109/27Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.Ц