Многополюсный двухфазный датчик угла Советский патент 1980 года по МПК H02K24/00 

1

Изобретение относится к электриijecKHM машинам и может быть использовано в следящих системах с электрической редукцией, в двухотсчетных преобра-)вателях уг-ол-код.5

Известны устройства типа многополюсных вра1цаю14ихся трансформаторов, выходное напряжение которых периодетчно по отношению к углу поворота ротора 1 и 2. Недостатком

вестных устройств является невысокая точность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является двухфазный .13 индукционный бесконтактный редуктосин 2.

. В этом индукционном редуктосине число периодов выходного сигнала равно числу зубцов статора. Обмотки 20 возбуждения и измерительные составляются из последовательно соединенных зубцошз1х катушек.

Недостатком известного редуктосина является то, что число периодов вы- 25 ходного сигнала, а следовательно, и его точность при данном диаметре ограничены. При высокоточном преобразовании угла в цисйу число периодов определяет 7-8 разрядов грубого 30

отсчета, а системой функционального электронного цифрового считывания эта доля периода раздробляется еще на число двоичныхразрядов максимум порядка десяти. Отсюда вытекают высокие требования к то 1нойти обработки. При диаметр статора должен &ать не менее 200 мм. Если бы, например, мы хотели получить 256периоfspia на окружности, то должны были бы взять гр аметр 400 км с резким увеличением габарита.

Цель изобретения - покушение точности при этом же диаметре путем уве.пичения коэффициента электрической редукции вдвое.

Это достигается тем, что в известном MHoronontocHOM двухфазном датчике угла, содержащем сягатор с числом зубцов 8т с катушками на зубцах и безобмоточный зубчатый ротор с числом зубцов (8+1) каждая фазная обмотка содед жит четьфе секции, состоящие каждая из ш - параллельно или последэвательно включенных эубцовых катушек, налютанных через 8 зубцовых шагов, причем соседние секции нги отакы со сдвигом на: два эубцовых шага и соединены в две группы из двух последовательно включенных звеньев.

каждое из которых содержит две параллельно включенные секции, имеющие между собой сдвиг на четыре зубцовых шага, к концам же группы подведены клеммы питания, а датчик снабжен трансформаторами, число которых равн числу звеньев, к концам звеньев подключены первичные обмотки трансформаторов, вторичные обмотки которых включены встречно, а фазные обмотки смещены между собой на один зубцовой шаг, где т- целое число,

йа фиг, 1 изобрс1жена электрическа схема многополюсного двухфазного датчика угла; на фиг, 2 дана развертка рабочей поверхности статора и ротора с зубцовыми катушками,

На зубцах магнитопровода статора установлены катушки, обозначенные буквой и соответствующими индексами, Зубцовые катушки объединены в секции первой фазы L11A, Ы1Б, L12A, Ы2Б и второй фазы L21A, L22A, L21B,L22B. Секции первой фазы И1А и Ы1Б, а также Ы2А,Ы2Б включены параллельно образуя два звена.

Аналогично включены секции L,21A и L21B, а также L22A и L22B второй фазы. Два звена каждой фазы соединены последовательно, образуя группы.

Рассмотрим принципы работы многополюсного двухфазного датчика угла.

Пусть статор имеет N 8,16 12 зубцов, а безобмоточный ротор N 7-16 112 зубцов.

Если приложить напряжение повышенной частоты к обмотке, то возникнут потоки, каждаай из которых замыкает одну из следующих зубцов с номерами: 0-8; 8-16; 16-24; 24-32; 32-40 40-48;- 48-56; 56-64; 64-72; 72-80; 80-88; 88-96; 96-104; 104-112; 112-120; 120-0,

Потоки зубцов,относящихся к разлиным обмоткам, различны из-за щзостранот венного сдвига зубцов ротора. Но Кс1ЖД1лй поток данного зубца возвращается в статор, проходя лишь два зубца своей обг«ютки, отстоящие на 8 шагов, и не ответвляется в зубцы других обмоток. Поэтому взаиминдукция между любой парой из восьми указанных обмоток мала и с ней можно не считаться,

В общем случае на статоре 8 - 2т зубцов на роторе (8-+l)m зубцов, где m - цело число, и каждая из восьми обмоток включает 2т параллельных (иЛи последовательных) зубцовых катушекр отстоящих друг от друга на 8 зубцов. Во взятом случае ,

Кс1ждая из обмоток обладает самоиндукцией. Эти самоиндукции различны и изменяются с поворотом ротора. Обозначаем эти самоиндукции буквой L с индексом, соответствующим индекс обмотки.

Самоиндукции выражаются периодическими функциями угла

l..f ,

Самоиндукция звена, состоящего из параллельно включенных самоиндукций (например из L11A и Ы1Б (фиг,1)

равна

()(

P,Q; ()Нь„-и„ь.п

I,

- .

4Г о о

аким образом, выходной сигнал (изменяется с двойной частотой, а постоянная составляющая исчезает.

Формула изобретения

Многополюсный двухфазный датчик угла, содержащий зубчатый датчик угла, содержащий зубчатый статор, число зубьев которого равно Вт,на каждом зубце установлены катушки и безобмоточный зубчатый ротор,число зубцов которого равно (8+1)т, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности путем увеличения коэффициента редукции, каждая фазная обмотка содержит четыре секции из m параллельно или последовательно включенных зубцовых катушек, сдвинутых на восемь зубцовых шагов, причем соседние секции намотаны со сдвигом на два зубцовых шага и соединены в группу из двух последовательно включенных звеньев, каждое из которых содержит две параллельно включенные секции, сдвинутые на четыре зубцовых шага, к концам группы подключены клеммы питания, датчик снабжен трансформаторами, число которых равно числу звеньев, к концам звеньев подключены первичные обмотки трансформаторов, вторичные обмотки которых включены встречно, а фазные обмотки смещены между собой на один зубцовый шаг, где m целое число.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № 453569, кл, Н 02 К 47/00, 1974,

2,Ахметжанов А.А, Высокоточные системы передачи угла автоматических устройств. М, ,энергия 1975, с. 8.

.CI

«)

IS:

trt

СЗГ

««