Поворотный трансформаторный преобразователь Советский патент 1981 года по МПК H01F21/08 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулировочным трансформаторам с изменением маг нитной проницаемости сердечника. Известмо дифференциальные трансформаторные датчики (поворотные трансформаторы служащие для измерения и преобразования угловых перемещений. Конструкция такого поворотного трансформатора состоит из ш-образ ного магнитопровода, на котором расположены первичная и две вторичные обмотки, и поворотного якоря. Первич ная обмотка питается переменным напр жением, а во вторичных дифференциаль но включенных обмотках наводится напряжение, являющееся функцией поло жения якоря 1. Недостатком этого поворотного трансформатора является наличие ради альной силы магнитного взаимодействия якоря со статором, yвeл гшвaKIцeй трение в опорах, а также ограниченный угол поворота. Это не позволяет применить его в ряде устройств, например в поворотных устройствах с большим сроком службы, а также в уст ройствах, где требуется за полный поворот якоря (на 360°) получать боль шое количество импульсов выходного сигнала. Наиболее близким по технической сущности раиением к изобретению является датчик импульсов,который осуществляет преобразование угла поворота подвижной части fдо 360)в число электрических импульсов. Датчик состоит из статора с полюсами и ротора. На полюсах статора располагаются первичная обмотка возбуждения и вторичные обмотки. При повороте ротора вследствие изменения проводимости между полюсами статора и ротором изменяется вых-одное напряжениеС2}. В известном устройстве воздушные зазоры в магнитной цепи обмоток увеличивают сопротивление магнитному потоку, возбуждаемому первичной обмоткой, что приводит к снижению КПД. Кроме того, в ряде устройств требуется, чтобы трансформаторный преобразователь создавал дополнительно фиксируннций момент при отключении управляющего сигнала, например при использовании его в качестве выключателя или при совместной работе его с пассивньм шаговым двигателем, не имеющем собственного фиксирунадего момента, известный датчик этой функции выполнять не может. Цель изобретения - повышение КПД и расширение функциональных возможно тей путам получения фиксирующего яко момента. Указанная цель достигается тем,чт в поворотном трансформаторном преобразователе, содержащем корпус, поворотный якорь, статор, первичную и вторичную обмотки, якорь выполнен в виде постоянного магнита, имеющего целое число пар разноименных полюсов статор выполнен в виде двух магнитопроводящих замкнутых колец с полюсны ми наконечнит с1ми, при этом полюсные наконечники одного кольца расположены в промежутках между ПОЛЮСНЕЛМИ наконечниками другого кольца, первич ная и вторичная обмотки расположены на кольцах, полюса постоянного магнита расположены против полюсных наконечников колец с зазором, в пром жутках между полюсами постоянногомагнита установлены с зазором экрани рующие магнитопроводящие пластины. На фиг. 1 изображен вариант конструкции предлагаемого поворотного трансформаторного преобразователя; н фиг.2 г разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - выходная характеристика трансформаторного преобразователя. Конструкция предлагаемого поворот ного трансформаторного преобразователя состоит из якоря 1, выполненног в виде двухполюсного постоянного маг нита, вращающегося в подшипниках кор пуса (не показан), к которому крепятся два магнитопроводящих статора 2 и 3, выполненных в виде колец, на которых имеются выступающие полюсные, наконечники Б . С якорем соединены через немагнитные прокладки 4 две экранирующие магнитопроводящие пластины 5. На кольцевых частях статора расположены равномерно распреде ленные по диаметру колец первичные б и вторичные 7 обмотки. Поворотный трансформаторный преоб разователь работает следующим образом. Первоначально постоянный магнит якоря расположен своцми полюсами про тив полюсных наконечников статора 2 (фиг. l). Магнитный поток постоянного магнита ф,замыкается через полюсные наконечники статора 2 и через его кольцевую часть. По кольцевой части статора 2 происходит также замыкание магнитного потока первичной обмотки возбуждения. Сечения В кольцевых частей выбраны такими, что они насыщаются потоком постоянного магнита, т.е. кольцевая часть статора 2 насыщена магнитным потоком постоянного магнита и во вторичной обмотке статора 2 наводится минимальное напряжение. При повороте якоря (например, в сторону стрелки Г) постоянный магнит выходит из магнитного зацепления с полюсами статора 2 и замыкается на полюсные наконечники статора 3. При этом кольцевая часть статора 2 освобождается от насьвцения потоком постоянного магнита, который через полюсные наконечники статора 3 замыкается по кольцевой части статора 3, насыщая ее. Во вторичной обмотке статора 2 наводится максимальное выходное напряжение. Характер изменения выходного напряжения . (действующего значения) вторичной обмотки статора 2 в функции угла поворота ot показан на фиг.З. За полный поворот якоря (на 360°) во вторичной обмотке статора 2 наводится четыре импульса напряжения. То же самое происходит и во вторичной обмотке статора 3. Экранирующие пластины 5 исключают влияние потоков рассеяния постоянного магнита. Так как магнитная проводимость постоянного магнита при нахождении его полюсов против полюсных наконечников статоров максимальна, а при нахождении его полюсов, между полюсными наконечниками минимальна, то возникает магнитное усилие, удерживающее якорь в положении, когда полюса магнита расположены против полюсных наконечников статоров. Величина усилия может регулироваться в некоторых пределах за счет изменения расстояния между полюсными наконечниками. Предлагаемая конструкция поворотного трансформаторного преобразователя позволяет исключить из магнитной цепи обмоток воздушные зазоры, и следовательно, уменьшить потери, повысить КПД преобразователя. Формула изобретения Поворотный трансформаторный преобразователь, содержащий корпус, поворотный якорь, статор, первичную и вторичную обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и расширения функциональных возможностей путем пот учения фиксирующего якорь момента, якорь выполнен в виде постоянного магнита, имеющего целое число пао разноименных полюсов, статор выполнен в виде двух магнитопроводящих замкнутых колец с полюсными наконечниками, при этом полюсные наконечники одного кольца расположены в промежутках между полюс ными наконечниками другого кольца, первичная и вторичная обмотки расположены на кольцах, полюса постоянного магнита расположены против полюсных наконечников колец с зазором, в промежутках между полюсами постоянного магнита установлены с зазором экранирующие магнитопроводящие пластины, .

Источники информациипринятые во внимание при экспортизе

1. Ступель Ф.А. Электромеханичес- ких приборов. MaMKHOCTpoeHHe, 1975, кие датчики и преобразователи неэлект- с. 146.

855751 .6

рических величин. Энергия, 1965, с. 18, рис. 1-8 г.

2. Детсши и узлы гигроскопичес