СИЙУСНО-КОСИНУСМЬШ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1971 года по МПК H02K24/00 

Предлагаемое изобретение относится к области электромеханических счетно-ренлающих устройств.

Современные синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы, содержащие ротор и статор с обмотками, сдвинутыми между собой на 90 эл. град., имеют недостаточную точность и не работают на иостоянном токе.

В то же время в ряде точных устройств с компенсационным методом -измерения (например, феррозондовые компонентные магнитометры) часто требуется производить преобразование координат или выполнять построение вектора по его составляющим при входных сигналах на постоянном токе. Модуляция входных сигналов из-за неидентичности и невысокой линейности характеристик модуляторов приводит к дополнительной погрешности и нестабильности приборов, построенных по такой схеме. Синусно-косинусные преобразователи па кольцевых потенциометрах не удовлетворяют требованиям по точности, надежности работы и сроку службы.

Предлагаемый синусно-косинусный преобразователь отличается тем, что по периметру спинки ротора уложена обмотка возбуждения, подключенная к источнику переменного тока, причем один конец каждой обмотки ротора соединен со входом дополнительно установленного фазочувствительного выпрямителя, а дру2

гой через резистор - со входом и выходом упомянутого выпрямителя.

На фиг. 1 изображен предлагаемый преобразователь, общий вид; на фиг. 2 - компепсадионная схема измерени.я напряженности магнитного поля, создаваемой в магнитной цепи ротора.

Синуспо-косинусный преобразователь состоит из статора 1, ротора 2, изоляционного стакана 5, обмоток 4 и двух фазочувствительных выпрямителей 5 с эле.ментами 6 и 7 обратной связи.

Статор преобразователя с двумя квадратурными обмотками па пакете магнитопровода выполняется аналогично статору синусно-косипусных вращающихся трансформаторов типа СКТ-232, но в качестве материала пластин магнитопровода используется железоникелевый сплав типа 79НМ с малой коэрцитивной силой.

Пакет магнитопровода набирается из пластин, аналогичных пластинам существующих СКТ, но в качестве материала пластин выбирается железоникелевый сплав тина 34НКМП с магнитной текстурой, который после обработки в поперечном магнитном поле илгеет небольшое и постояпиое значение магнитной проницаемости до значений индукции в 10 кгс, поэтому кольцевые пластины толщиной 0,2 + + 0,3 мм могут работать в переменных полях

иеремагннчнвания с частотой до 5-10 кгц без существенного увеличения динамической коэрцитивной силы (|.1д 2000-3000).

Изоляционный стакан 3 имеет выточки для ук.тадки об.мотки возбуждения Шв по снинке ротора и его носадочный диаметр точно центрирован ОТНОС гелъно внутреннего н наружного диамечров нластин ротора.

Спинка цакета ротора выполняет роль магнитопровода двухкомнонентного измерителя нанряженности ностоянного магнитного ноля, имеющего распределенную но всей длине спинки обмотку возбуждения w.

Обмотку возбуждения w можно располагать как на синнке магнигонровода ротора, так и на снинке статора. Выходные обмотки синусно-косинусного преобразователя соединены со входом фазочувствительного выпрямителя 5 через резнстор 6 обратной связи.

Масштабны резнстор 7 н резистор 6 иодключены носледовательно к выходу фазочувствительного выпрямителя. Для умепьшения влияния внешних постоянных магнитных нолей синусно-косннусный преобразователь может иметь экран из магпитомягкого железа или устанавлнваться в корпус, выполненный из сплава тина 79НМ (на чертежах не ноказан). Фазочувствительные выпрямители на интегральных схемах можно устанавлнвать непосредственно на роторе или в корпусе преобразователя. К преимуществам предлагаемого устройства следует отнести: 1) возможность работы устройства в качестве построителя вектора и преобразователя координат нри входных сигналах как на постоянном токе, так и на переменном (универсальность);

2)выходные сигналы можно нолучать как на переменном токе (без фазочувствительного выпрямителя), так и па постоянном токе (нрн компенсационном способе измерения);

3)новыщение температурной стабильности коэффициента трансформации для комненсационного способа измерения, которая определяется только стабильностью характернстнк элементов обратной связи и обмоток;

4)возможность использования устройства для одновременного обслуживания двух следящих снстем, одна из которых работает на переменном токе, другая - на постоянном, если не равны частоты модуляции магнитного сопротивления магпитопровода устройства и переменных входных напряжений.

Синусно-косинусный нреобразователь работает следующим образом.

Магнитный поток, создаваемый намагничивающей силой, определяется общим магнитным сопротивлением преобразователя, состоян;им из сонротивлепия воздушного зазора, снинки и зубцов магнитопровода ротора и статора. При пропускании переменного тока но обмотке возбуждения такой величины, что магнитная проницаемость материала снинки ротора будет изменяться от максимального значення р.д,ак(; до минимального, соответствующего участку насыщения материала i, с удвоенной частотой по отношению к напряжению возбуждения. Величина общего магнитного сопротнвлення устройства будет также изменяться с удвоенной частотой.

Величины напряжений второй гармоники, наводимые в обмотках ротора, будут пропорциональные составляющим полной намагничивающей силы статорных обмоток но измерительиым осям роторных обмоток. Усиленные выходные напряжения с обмоток ротора вынря.мляются фазочувствительными вынрямителями и через сопротивления обратной связи вводятся в обмотки ротора.

Только нри полной компенсации постоянным током об.моток ротора напряженности магнитиого ноля в магнитной ценн неременные нанряжения с обмоток ротора будут равны нулю, а токи компенсации будут строго соответствовать составляющим намагничивающей силы обмоток статора но осям чувствительностн обмоток ротора.

Предмет изобретения

Синусно-косинусный нреобразователь, содержащий неподвижный статор и вращаю щийся ротор с синусоидально раснределенными на их магнитопроводах облютками, сдвинутыми между собой на 90 электрических градусов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования и расширения функциональных возможностей нреобразователя, один конец каждой выходной обмотки ротора соединен со входом дополнительно установленного фазочувствительного выпрямителя, а другой через резистор - со входом н выходом упомянутого выпрямителя, нричем по периметру спинки ротора уложена обмотка возбуждения, подключенная к нсточнику переменного тока.

фуг./

pnrsn-о

Фиг.2