Индукционный фазовращатель Советский патент 1982 года по МПК G01R25/04 

(54) ИНДУКЦИОННЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ

I

Изобретение относится к индукционным фазоврашате пям, преднааначеннырл . для преобразования у гпа поворота в фазовый сдвиг между входным и выходным напряжениями, и может быть испогеьаоваНо в приборах автоматики, .где необхо,димы безынерционное гь и малый реактивный момент подвижной системы, например, для преобразования информации, снимаемой с осей чувствительных элементов в гирбприборах и др.

Известен фазоврашатель, построенный на основе вращающегося трансформатора и содержащий статор (неподвижная часть) и ротор (подвижная- час ть) из ферромагнитного материала с неравномерным воздушным зазором с переменной проводимостью t .

Недостатком известного устройства является наличие магнитопроводной подвижной части, приводящей к возникнове кию реактивного момента, снижающего бьютродействие и точность преобразова ния.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик линейных перемещений, не имеющий зубг чатых передач (индуктосин). Индуктосин выполнен в виде 2-х изоляционных стекклянных) пластин, подвижной и неподвижной, на которые нанесены петлевидные . обмотки. На неподвижной пластине расположена однофазная обмотка, на подвижной - двухфазная . Пластины распо10ложены одна против другой с небольщим зазором (О,1 мм) так, .что магнитное поле проводников одной пластины пересекают проводники другой.

Обмотки рассчитаны так, что при пе15ремещении пластин их взаимная индуктивность меняется по синусоидальному закону аналогично тому, что это происходит в синусо-косинусном поворотном трансформаторе с большим числом полю20сов. Обычно питание двухфазных обмоток

осуществляется двумя напряжениями,

сдвинутьпу1И на 90°. При перемеадении пластин в однофазной обмотке наводится

ЭДС, фаза которой зависит от положе- йия пластины f 2Rr(x + n-t) С23,

Недостатком такого устройства является низкий коэффициент передачи.

Цель, изобретения - повышедгие то ч- ности преобразования.

Указанная цель достигеется тем, что индукционный фазовращатель, содержащий двухфазную первичную обмотку и изоляционную поворотную пластину с однофазной вторичной обмоткой, вводится магнито- провод, состоящий из двух П-образных элементов, имеющих форму кольцевых секторов и сопряженных между собой по радиальной торцовой стороне, и безобмоточной магнитопроводящей пластины дугообразной формы, при этом вторичная обмотка выполнена в виде двух одинаковых секций, соединенных последовательно-встречно, имеющих форму кольцевых секторов, а стороны секций расположены напротив соответствующих стержней магнитопровода, причем радиус магнитопро- Вода определяется соотношением lR 2flic р где С - длина дуги между осями первичной обмотки, Р - число пар полюсов.

На фиг. 1 изображен фазовращатель, общий вид, в разрезе; на фиг, 2 - электрическая схема соединения обмоток.

Фазовращатель содержит П-обр)ааные магнитопроводы 1 и 2, имеющие форму кольцевых секторов и сопряженных по радиапьной торцовой стороне с размещенной на дуговых частях магнитопровода двухфазной первичной обмоткой 3,вторичную обмотку 4, выполненную в виде двух одинаковых соединенных поспедоватепьновстречно секций, имеющих форму кольцевых секторов и размещенных на магнитопроводящей пластине 5.

Стороны секции расположены напротив соответствующих стержней магнитопро- водов, причем оси секции смещены на 1/4 щирины стержня и магнигопроводящей пластины 5.

Фазовращатель работает следующим образом.

На первичную двухфазную обмотку 3 подаются два синусоидальных напряжения, одинаковые по амплитуде и сдвинутых по фазе на -90, при этом на .вторичной обмотке 4 возникает напряжение, постоянно по амплитуде, фаза которого пропорциональна углу поворота пластины 5, что обеспечивается квадратурным расположением осей первичной обмотки в пространстве, так как угол между ними cL

где р - число пар полюсов или пов1горяе мость периодов за оборот. При этом условии длина дуги между осями определяется как

ICft-d. TCR

С--feo

Нейтральным (нулевым) положением фазы подвижной вторичной обмотки 4 является ее симметричное положение относительно стержней магнитопроводов, так как в это положении потоки, создаваемые каждой из фаз первичной обмотки, равны по величине и сдвинуты на по фазе. При перемещении вторичной обмотки 4 влево или вправо от нейтрального положения сдвиг фаз между напряжениями меняется по линейному закону.

Высокий по сравнению с индуктосинами уровень выходного напряжения достигается за счет высокой взаимосвязи между первичными и вторичными контурами, так как в отличие от индуктосина в пpeдлaгa© foм фазовращателе используются магнитопроводы из ферромагнитного материала.

Предлагаемый фазовращатель позволяет осуществить прецизионное преобразование угол-фаза при безмоментной и безынерционной подвижной части, что существенно повышает быстродействие и снижает динамические погрешности преобразования. Выполнение магнитопрово- да на базе ферромагнитных материалов расширяет частотный диапазон работы, что также существенно повышает бьгстродействие кодирующих устройств и обеспечивает возможность реализации преобразователей угол-ч})аза повыщенной точности и быстродействия.

Формула изобретения

Индукционный фазовращатель, содержащий двухфазную пфвичную обмотку - и изоляционную поворотную пластину с однофазной вторичной обмоткой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введен магнитопровод, состоящий из двух П-образных элементов, имеющих форму кольцевых секторов и сопряженных между собой по радиальной торцовой стороне, и безобмоточной магнито- проводящей пластины дугообразной форм при этом вторичная обмотка выполнена

в виде двух одинаковых секций, соединенных псхзпедовагепьно-встречно, форкю которых имеет вид кольцевых секторов, а стороны секций расположены напротив соответствующих стержней магнитопро- вода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

-1.Зверев А. Е., Максимов В. Н., Мясников В. А, Преобразователи угловых перемещений в,угловой код. Л., Энергия 1974, с. 75-8О.

S

%,.