Двухканальный датчик угла Советский патент 1975 года по МПК H02K24/00 

1

Изобретение относится к области автоматики и может использоваться в двухканальных системах передачи угла повышенно точности.

Известна конструкция двухканального датчика угла, в котором магнитопроводы каналов точного и грубого отсчетов совмещены, вследствие чего начала их отсчетов жестко связаны между собой и не требуют согласования в процессе работы.

Однако известный датчик угла имеет следующие недостатки: наличие скользящих контактов и, соответственно, пониженную надежность; пониженную точность, обусловленную «зубцовыми пространственными гармониками намагничивающих сил обмотки питания; наличие обмоток на роторе, ограничивающее получение большого коэффициента электрической редукции канала точного отсчета при заданных габаритных размерах.

Кроме того, вследствие увеличения потерь в стали, шихтованный магнитопровод датчика ограничивает его применение на повышенных и высоких частотах.

Цель изобретения - устранить указанные недостатки.

Эта цель достигается тем, что магнитопроводы статора и ротора выполняются витыми, устанавливаются между собой с двумя активными зазорами между их торцевыми поверхностями, причем один торец статора имеет

2

зубцы, загнутые внутрь цилиндра, ирилсгающт торец ротора выполняют профилироваиныл, другой торец которого снабжают зубцами, загнутыми наружу к противоположному торцу статора.

Благодаря такому выполнению достигается электромагнитное совмещение датчиков точного и грубого отсчета, т. е. использование одного (общего) магнитного потока в обоих

датчиках. Следствием такого совмещения является уменьшение общего числа обмоток (до пяти), у.меньшение числа повторяющихся ча.стей в зубцовой зоне датчика точного отсчета и повышение точности устройства. Применение

одного общего .raгнитoпpoвoдa обеспечивает постоянное совмещение начала отсчета датчиков, а выполнение магнитопровода витым позволяет уменьшить потери в стали или применить устройство на высоких частотах питающего напрял :ения.

На фиг. 1 изображен двухканальный датчик угла в нродольно.м разрезе; на фиг. 2- разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1.

Магнитопровод двухканального датчика угла состоит из статора I и ротора 2. Статор представляет собой навитый из тонкой электротехнической стали полый цилиндр с зубчатыми торцами 3 и 4, приче.м на одном торце,

который относится к датчику грубого отсчета,

зубцы загнуты внутрь цилиндра. В примере, показанном на фиг. 1, статор имеет по двенадцать зубцов на каждом торце.

Ротор 2 также представляет собой навитый из тонкой электротехнической стали полый цилиндр, один торец которого 5, относящийся к датчику точного отсчета, выполнен зубчатым с загнутыми наружу зубцами. Второй торец 6 ротора выполнен профилированным таким образом, что образующийся между этим торцом и плоскостью зубцов статора воздушный зазор изменяется по требуемому закону, обеспечивающему синусоидальное изменение магнитной проводимости.

Количество зубцов ротора выбирается из условия обеспечения требуемого коэффициента редукции (в рассматриваемом примере ротор имеет одиннадцать зубцов).

Соотношение чисел зубцов статора Zc и ротора ZP, относящихся к датчику точного отсчета, выбирается таким образом, чтобы образующаяся нониусная зубцовая зона имела требуемое число Р повторяющихся частей, т. е. частей с одинаковым взаимным расположением зубцов статора и ротора.

В рассматриваемом примере эта зубцовая зона состоит всего из одной такой части, в которой числа зубцов статора и ротора отличаются на единицу. Выбор числа зубцов статора, относящихся к датчику грубого отсчета, определяется требуелюй точностью измепения магнитной проводимости воздущного зазора.

Все обмотки расположены па статоре. Обмотка питания 7 представляет собой кольцевую однофазную обмотку, соосную с валом (вал и крепление ротора к валу на чертеже не показаны). Выходная двухфазная обмотка 8, относящаяся к датчику грубого отсчета, п

выходная двухфазная обмотка 9, относящаяся к датчику точного отсчета, находятся на разных торцах статора. Каждая из двухфазных обмоток (8 и 9) представляет собой две

синусоидально-распределенные обмотки, сдвинутые по окружности статора на угол 90° по отнощению друг к другу (синусная и косинусная обмотки). Поскольку активные зазоры датчика грубого и точного каналов выполнены аксиальными, то неизбежные технологические ногрещности (эксцентриситет, биение) меньще влияют на проводи.мость воздушного зазора. Вследствие этого возможно уменьшение числа повторяющихся частей зубцовой зоны датчика точного отсчета и увеличение точности передачи угла за счет того, что кривая изменения магнитной проводимости п потокосцеплепия выходных обмоток имеет форму, близкую к синусоиде.

Предмет изобретения

Двухканальный датчик угла, содержащий цилиндрические, расположенные концентрично, совмещенные магнитопроводы статора и ротора каналов точного и грубого отсчетов, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения точности и расширения диапазона частот, указанные магнитопроводы выполнены витыми и установлены между собой с двумя активными зазорами со стороны их торцевых поверхностей, причем один торец статора снабжен зубцами, загнутыми внутрь цилиндра, прилегающий к нему торец ротора выполнеп профилировапнььм, а другой торец ротора имеет зубцы, загнутые наружу к противоположному торцу статора.

А-А

г/г 2

5 Ч

мЗ