Бесконтактный преобразователь угла поворота Советский патент 1993 года по МПК H02K24/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных системах автоматики, в частности в системах электропривода, в качестве первичного измерительного преобразователя.

Цель изобретения - расширение диапазона поеобоазования угла поворота.

На фиг.1 представлен общий вид преобразователя угла поворота; на фиг.2 - электрическая схема преобразователя.

Бесконтактный преобразователь угла поворота содержит ротор, выполненный в виде ферромагнитной втулки 1 с торцами, поверхность которых перпендикулярна цилиндрической поверхности ротора. Вся поверхность торца 2 ферромагнитной втулки 1 выполнена в виде винтовой поверхности постоянного (например, левого) направления заходности. Вся поверхность торца 3 втулки 1 выполнена в виде винтовой поверхности противоположного также постоянного (например, правого) направления заходности. Начало 4 винтовой поверхности торца 2 смещено по окружности втулки 1 ротора на 180° относительно начала 5 винтовой поверхности торца 3. На цилиндрической поверхности втулки 1 расположены симметрично относительно средних полюсов 6 статора кольцевые канавки 7. Кольцевые канавки 7 снижают влияние осевых смещений (биений) ротора на точность преобразования, поэтому глубина канавок выбирается из соотношения магнитных сопротивлений рабочего немагнитного зазора и зазора между полюсом статора и поверхностью канавки 7. Ферромагнитная втулка 1 закреплена соос- но на немагнитном валу 8, установленном в корпусе 9 с возможностью вращения. В корпусе 9 размещен статор, выполненный в виде двух Ш-образных магнитопроводов 10. Магнитопроводы 10 закреплены в корпусе 9 так, что полюса стержней примыкают вдоль оси вращения ротора с зазором к противолежащим частям цилиндрической поверхно- сти ротора, причем крайний полюс 11 одного магнитопровода 10 примыкает в зоcs

fe

00

Ј

о

#

/неторца2 ротора, а крайний полюс 12 дру- j того магнитопровода 10 - в зоне торца 3 b ротора. Крайние полюса 13 магнитопрово; дов 10 примыкают к цилиндрической поверхности ротора в средней зоне

ферромагнитной втулки 1. Ширина всех полюсов вдоль оси ротора одинакова и больше, чем длина образующей внешней части ротора, находящейся под полюсом, т.е. Ьп bo. На средних стержнях 6 полюсов магнитой проводов 10 расположены обмотки 14 возбуждения, подключенные к генератору 15

: синусоидального напряжения. На крайних

- 11, 12, 13 полюсных стержнях магнитопроводов 10 размещены одинаковые секции 16, соединенные между собой последоватёль- но-встрёчно, и полученные После их соединения выходные обмотки магнитопроводов 10 соединены последовательно-согласно, образуя выходную обмотку преобразователя. Торцовые поверхности всех полюсных стержней магнитопроводрв Ю, обращённые к ферромагнитной втулке 1, профилированы по общей цилиндрической поверхности, соосной с ферромагнитной втулкой 1. ;Л;.й; -,: ..V ,:...: /:;-; . -; Бесконтактный преобразователь угла поворота работает следующим образом.

В исходном положений роторе (см.фиг.1) площади рабочих зазоров под всеми полюсными стержнями магнитопроводов 10 имеют одинаковые и максимальные значейия. Магнитный поток, созданный обмотками 14 возбуждения, распределяется по крайним полюсным стержням пропор- ; цйонально площадям рабочих зазоров под Крайними 11,12,13 полюсными стержнями, : Соответственно площадям рабочих зазоров (и магнитным потокам) имеют значения и ЭДС секций 16 выходной обмотки магнито ; провода 10, наводимые магнитными потока- Ми. Поскольку секции 16 выходной обмотки магнитопровода 10 соединены последова- ;..; тельно-встречно, а выходные обмотки магни- ц топроводов 10- последовательно-согласно, : то ЭДС выходной обмотки преобразователя в исходном положений ротора имеет нулевое значение. При повороте ротора площади рабочих зазоров под крайними 11 и 12 полюсными стержнями линейно уменьшаются, а под крайними 13 полюсными стержнями остаются постоянными.

Соответственно линейно увеличивается и значение ЭДС выходной обмотки преобразователя, по величине которой определяется величина угла поворота. При повороте ротора на угол несколько меньший, чем 360d

площади рабочих зазоров под крайними 1 i и 12 полюсными стержнями имеют минимальное значение, минимальными будут и магнитные потоки в этих крайних стержнях, следовательно, ЭДС выходной обмотки преобразователя имеет максимальное значение.

Фор мул а изобретения Бесконтактный преобразователь угла поворота, содержащий генератор синусоидального напряжения, статор, выполненный в виде Ш-образных магнитопроводов, на средних полюсах которого размещены обмотки возбуждения, подключенные к генератору, а на крайних- выходные обмотки, соединенные последовательно встречно, ротор в виде ферромагнитной втулки с двумя образующими полюса кольцевыми канавками на наружной цилиндрической поверхности и торцовыми винтовыми поверхностями, которые перпендикулярны его цилиндрической поверхности, при этом ширина каждого полюса статора вдоль оси ротора больше длины образующей внешней части ротора, находящейся под полюсами, отличающейся тем, что, с целью расширения диапазона преобразования угла поворота, ротор имеет третью кольцевую канавку, а вся поверхность каждого торца втулки имеет форму однонаправленной за- ходности, при этом заходность винтовой поверхности одного торца противоположна заходности другого, а начало винтовой поверхности одного торца смещено по окруж

0

5

0

5

0

5

ности втулки на 180 относительно начала винтовой поверхности другого торца, причем противоположные крайние полюса магнитопроводов статора примыкают к втулке в зоне противоположных торцов ротора.

Заказ 1831Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Использование: в первичных измерительных преобразователях угла. Сущность изобретения: бесконтактный преобразователь угла содержит статор с полюсами, ротор в виде ферромагнитной втулки с тремя кольцевыми канавками, при этом поверхность каждого торца втулки выполнена винтовой, а заходность винтовых поверхностей торцов - противоположной, начала винтовых поверхностей торцов смещены относительно друг друга на 180 геометрических градусов, а противоположные крайние полюса статора примыкают к ротору в зоне его противоположных торцов. 2 ил.