Бесконтактное токосьемное устройство Советский патент 1975 года по МПК H01R39/00 H01F31/00 

1

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и предназначено для передачи электрического сигнала с вращающегося объекта на неподвижный.

Известны бесконтактные токосъемные устройства, содержащие неподвижный магнитопровод, подвижную и неподвижную обмотки, у которых в зазоре между стенками магнитопровода размещены магниточувствительные преобразователи.

Однако коэффициент передачи этих устройств зависит от температуры окружающей среды.

Кроме того, из-за невозможности получения и подбора идентичных магниточувствительных преобразователей каждый канал имеет свой коэффициент передачи. Это усложняет расшифровку результатов измерений.

Цель изобретения - повышение точности и стабильности коэффициента передачи.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве к выходу усилителя подключено фазочувствительное устройство, выход которого через усилитель постоянного тока и индикатор подключен к одной из неподвижных обмоток, а другая неподвижная обмотка подключена к высокоомному выходу источника питания, другой низкоомный выход которого

подключен к фазочувствительному устройству.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого бесконтактного токосъемного устройства.

Бесконтактное токосъемное устройство содержит неподвижный магнитопровод 1, внутри которого расположены неподвижные обмотки 2 и 3, каждая из которых состоит из

двух идентичных секций, соединенных последовательно и согласно. Подвижная обмотка 4 вращается между двумя половинами неподвижной обмотки 2. В зазоре магнитопровода находятся магниточувствительные преобразователи 5, включенные в мостовую цепь, образованную резисторами 6, 7 и 8. Мостовая цепь питается от низкоомного выхода источника питания 9, высокоомный выход которого подключен к неподвижной обмотке 2, а

второй низкоомный выход подключен к фазочувствительному устройству 10. В диагональ мостовой цепи включен интегральный операционный усилитель II, к выходным зажимам которого подключено фазочувствительное

устройство 10. Выходное напряжение фазочувствительного устройства подводится к усилителю 12 постоянного тока. Выход усилителя постоянного тока через индикатор 13 соединен с неподвижной обмоткой 3.

Передаваемый электрический сигнал поступает на подвижную обмотку 4.

Ток, протекающий через подвижную обмотку, создает магнитное поле, пропорциональное величине измеряемого тока, которое воздействует на магниточувствительный преобразователь 5, а если в качестве него использован магниторезистор, изменяет его величину. На магнитное поле передаваемого сигна,ла накладывается поле, создаваемое током, протекающим через обмотку 2. Так как выход источника питания 9, которым является генератор прямоугольных напряжений, подключенный к обмотке 2, высокоомный, то поток магнитного поля изменяется по закону, близкому к прямоугольному. Сопротивление магниторезистора, если передаваемый сигнал равен нулю, остается постоянным, благодаря симметрии характеристики сопротивления от индукции магнитного поля. Следовательно, если мостовая цепь уравновешена, сигнал на входе усилителя равен нулю. Если мостовая цепь не уравновешена, то сигнал, имея на входе усилителя в каждом полупериоде одинаковую величину, на выходе фазочувствительного устройства равен нулю.

Если передаваемый ток не равен нулю, магнитное поле передаваемого сигнала в один полупериод увеличивает величину индукции (магнитные поля складываются), а в другой полупериод уменьшает величину индукции (магнитные поля вычитаются). Соответственно изменяется и сопротивление магниторезисторов. На входе усилителя, если мостовая цепь уравновешена, появляется напряжение прямоугольной формы, амплитуда которого пропорциональна величине передаваемого сигнала. Если мостовая цепь не уравновешена, то передаваемый сигнал пропорционален разности амплитуд на входе усилителя в различные полупериоды. Это напряжение после усиления подается па вход фазочувствительного устройства 10, которое коммутируется тем же напряжением, которым питается неподвижная обмотка 2 и мостовая цепь.

На выходе фазочувствительного устройства 10 - постоянное напряжение, пропорциональное величине передаваемого сигнала. Оно усиливается усилителем 12 постоянного тока, имеющим высокое выходное сопротивление, затем через индикатор 13 прикладывается к неподвижной обмотке 3. Магнитный поток, создаваемый этой обмоткой, направлен встречно потоку, создаваемому передаваемым сигналом, и при достаточно высоком коэффициенте усиления по петле обратной

связи компенсирует этот поток до величины, определяемой статизмом системы.

Следовательно, ток неподвижной обмотки 3, регистрируемый индикатором, однозначно определяет величину тока передаваемого сигнала.

Изменение параметров магниторезистора и параметров магнитопровода не вызывает изменения выходного сигнала, так как из принципа работы видно, что величина тока обмотки 3 при этом не изменяется.

Таким образом, в предлагаемом бесконтактном токосъемном устройстве влияние параметров отдельных элементов на коэффициент передачи отсутствует.

Предмет изобретения

Бесконтактное токосъемное устройство, содержащее магнитопровод, выполненный в виде двух чашек броневого типа, в каждой из которых размещены неподвижные обмотки, подвижную обмотку и магниточувствительные преобразователи, включенные в мостовую цепь, одна диагональ которой подсоедипена к одному из низкоомных выходов источника питания, а в другую включен вход электронного усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и стабильности коэффициента передачи, к выходу усилителя подключено фазочувствительное устройство, выход которого через усилитель постоянного тока и индикатор подключен к одной из неподвижных обмоток, а другая неподвижная обмотка подключена к высокоомному выходу источника питания, другой низкоомный выход которого подключен к фазочувствительному устройству.