Бесконтактный линейный вращающийся трансформатор Советский патент 1979 года по МПК H02K24/00 

{54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ ВРАЩАЮЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР.

общим для пакетоп 1 и 2 статора, njifiMCM в расточке пакета 1 статора он выполнен с двумя явновыражениыми полюсами, а в расточке пакета ,2 статора торец ротора 6 выполнен зубчатым с числом зубцов, иревыц аю1иим на дна числа зубцов пакета статора (фиг. 3). б с noMOtUbio подшипника вращения 7 крепится к немагиптному валу 8, который в свою очерел,ь с помощью двух подшипников 9 и двух (рланцев 10 крепится к корпусу БЛВТ. В зоне зубцов ротора 6 на палу жестко закреплен радиально намагниченный постоянный магнит 11 с двумя явновыраженными полюсами.

Принцип работы БЛВТ заключается в следующем.

Постоянный магнит.11 образует магиитный поток, который проходит через зубцы ротора 6 и зубцы пакета 2 статора, находящиеся в зоне полюсов постоящшгомапщта 1 I, и замыкается по спинке пакета 2 статора 3. В- результате этого возникают СИЛЫ; удерживающие ротор 6 в заданном положении. При подключении обмотки возбуждения 4 БЛВТ к источнику переменного тока, на .выходе. иэ.м..ерительиой .обмотки 5 напряжения будет отсутствовать при условии нахождения ротора 6 в нулевом положении. При повороте .выходного вала па некоторый угол и, Происходит поворот постоянного магнита 11, при этом зона намагниченных зубцов пакета 2 статора синхронно поворачивается на этот же угол в ту же .сторону. Ротор 6 БЛВТ также поворачивается в ту же сторону, но из-за разницы в количестве зубцов он повернется на меньший угол.

Так,, цри повороте вектора магнитного поля постоянного магнита 1I на одно зубцовое деление статора, т. е. на угол «с 360/Zc, где Zc - число зубцов пакета 2 статора, ротор. 6 повернется на угол равный разности между зубцовым делением пакета 2 статора и ротора / ас-ар.

Таким образом, угол поворота ротора 6 будет в i (I) раз меньше угла повор.ота выходного вала, т.е. /J a/i (2), Так как Ор 360/Zi, где Z - число зуб.цов ротора 6, ZP ; Zc -f 2, подставив значения ас иорв (1), получим Ч - 0,5 Zp(3). С учетом этого; диапазон изменяемых углов БВЛТ будет равен а ± ±.0,53Zpa (4), где а- рабочий угол перекрытия пол.юса пакета 1 статора полюсом ротора 6, обеспечивающий линейную зависимость выходной характеристики. Для обеспечения высокой линейности выход11|ой характеристики во всех аиапазонах рабочих углов необходимо обеспечить постоянство MaiFiHTHofi нрополн.мости статора при повороте постоянного магнита 11. Это достигается за счет выполнения полюсной дуги ностояниого магнита 11, рапной (360/п)х ,К градусов, где К -- любое целое число, обеспечивающее максимальное нриближе1те

к 90 градусам.

Не трудно видеть, что при выполпенин этого условия площадь перекрытия зубцов пакета 2 статора полюсами постоянного магнита 11 остается постоянной при любом его положении.

При повороте ротора 6 БВЛТ на угол / от нулевого положения на выходе измерительной обмотки появится напряжение U Ki/5, где Ki - коэффициент пропорциональности. Подставив в его выражение значение Р из (2), получим и , т.е. напряжение на выходе измерительной обмотки будет пропорционально углу поворота выходного вала U Кг.-а. А так как угол поворота выходного ва.ча в соответствии с (4) возрастет с увеличением числа зубцов ротора 6, диапазон измеряемых углов может быть увеличен практически до любой желаемой величины.

Формула изобретения

Бесконтактный -липeЙF ый вращающийся трансформатор, содержащий четырехполюсный пакет статора, на полюсах которого размещепы обмотка возбуждения и измерительлая обмотка, и ротор, снабженный двумя явновыражепными полюсами с шириной полюсной дуги, не нревыщающей 90°, отличающийся тем, что, с целью расширения диапа-. зона линейности, трансформатор снабжен дополнительным зубчатым пакетом статора с числом зубцов, равным п, смен1енным аксиально относительно основного пакета статора, и радиально намагниченным постоянным магнитом с полюсной дугой, равной 90°, установленным концентрично дог олнцтбльцому статору внутри ротора,, выполнепиого общим для указанных пакетов статора, н установленного с возможностью поворота относительно постоянного магнита, причем торец ротора, размещенный в зазоре между постоянным магнитом и дополнительным пакетом статора выполнен зубчатым с числом рубцов, равным (п -f 2), где п : 3.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пульер Ю. М, «Индукционные электромеханические элементы вычислительных и .дистанционных следящих систем, М., «Мащиностроение, 1964, с. 166.