Электромеханический преобразователь Советский патент 1982 года по МПК G08C19/46 H02K24/00 

1

Изобретение относится к системам v автоматического преобразования угло вых перемещений в электрический сигнал, а имеено к электромеханическим преобразователям.

Известны прегобразователи угловых перемещений, выполненные в виде двух кольцевых магнитопроводов с пазами, в которые уложены две двухфазные обмотки, причем статор имеет двадцать четыре паза, а ротор - восемнадцать. При питании одной из обмоток ротора переменным напряжением на обмотках : статора наводятся напряжения, пропорциональные синусу или косинусу угла поворота ротора fl}.

Недостаток этих преобразователей сравнительно низкая точность.

Наиболее близким по своему техническому решению к предлагаемому устройству является электромеханический преобразователь, содержащий якорь с равномерно распределенными .пазами, в которых размещена многофазная обмотка и индуктор, в пазах которого размещена однофазная обмотка возбуждения 23.

Недостаток известного преобразователя - ограниченная точность формирования выходного сигнала при заданном числе пазов на якоре и индуктд ре.

Цель изобретения - повышение точности, формирования выходного сигна10ла за счет улучшения формы намагничивающей силы обмотки возбуждения.

Поставленная цель достигается за счет того, что в электромеханическом преобразователе, содержащем магнито15провод якоря с равномерно распределен1-«)1ми пазами, в которых расположена многофазная выходная обмотка, и магнитопровод индуктора, в пазах которого расположена однофазная обмотка возбуждения, пазы магнитопровода индуктора расположены неравномерно с шагом, пропорциональным значениям У/$есУи// где XM - угол 39 между началом отсчета и серединой шагового деления, числа витков в секциях обмотки возбуждения распред лены пропорционально значениям чСО%Х гле х - угол между началом.отсчета и центром 1-го паза. Такое выполнеже обеспечивает на илучшее приближение намагничи вающей силы, создаваемой обомоткой возбуждения, к синусоиде и тем самым повышает точность формирования синусоидальных функций на выходе пр образователя, На фиг. 1 приведено схематическо Изображение якоря и индуктора элект механического преобразователя ,. на фиг. 2 - форма огибающей HaMarHHHiвающей силы в обмотке возбуждения при условии, что огибающая тока в каждой секции имеет прямоугольную форму. Электромеханический преобразователь содержит магНитопровод якоря 1 с равномерно расположенными пазами в которых размещается многофазная в ходная обмотка (не показана), магнитопровод 3 индуктора с неравномер но расположенными пазами (не показана). При этом шаг Ахи пропорционален величине V/sec Хц|, где угол между началом отсчета - осью X и центром даннс го паза за вычетом половины шага -2 , т.е. угол между осью X и серединой данного шагового деления. Так, пазы 5 и 7 смещены относительно паза 6 (так же, как и пазы 1 и 12 относительно паза 11) на 23,8 (дх Q,kQ&Tfsec 11,9 « 0,t1i 23,8), пазы 8 и смещены по отно шению к пазам 7 и 5 соответственно на 26,2, пазы 9 и 13 относительно соответствующих пазов 10 и 12 сдвинуты на тот же угол 26,2, Пазы 4-9 и 13 сдвинуты относительно оси У на угол (йхз 0,j08Vsec 70 0,697 40). На оси У пазов нет, так как в них не размещается обмотка. Отметим, что смещение паза 10 относительно паза 9 или 11 относительно паза 10 в общем случае можно найти из ФОРМУЛ: дху 0,08 .-vfsec дх 26,2°, д.х 0,(sec 168, 23,8 U . Аналогично и для паза 12 относительно паза 11: д х 0,A08V/sec 191,/ 23,8° дх, и т.д. С(кции обмотки возбуждения имеют числа витков wy, пропорциональные величине V/cosx -/ , где Xj- угол между началом отсчета - осью X и центром данного паза i. Так, число витков в секции, размещенной в пазах 6 и 11 пропорционально величине 0,42 ( 0,42 VCDS О 0,42), число витков в секции, размещенной в пазах 7 и 12, 5 и 10, пропорционально величине 0.401 (V/i/W 0,42x YCOS 23,8° 0,401), числа витков, размещенных в пазах 8 и 13, 4 и 9, пропорциональны величине 0,337 ( G,42Vcos 50 0,337). Секции, расположенные в пазах 6 и 11, 7 и 12,, 8 и 13, включаются согласно, а секцир расположенные в пазах 9 и 4, 10 и 5 - встречно, поскольку знак Cosxдля первых трех секций положительный, а для двух последних - отрицательный. Электромеханический преобразователь работает следующим образом.. Обмотка возбуждения запитывается переменным напряжением. При повороте магнитопровода якоря 1 относительна магнитопровода индуктора 3 в выходной обмотке наводится сигнал, форма которого улучшена за счет выполнения индуктора с неравномерным расположением пазов и выбора числа витков в секциях, в результате чего обеспечена наилучшая форма кривой распределения намагни 1вающей силы в обмотке возбуждения (фиг. 2). Эта кривая характеризуется тем, что точки пересечения ее с синусоидой, которую она аппроксимирует, располагаются на середине горизонтальных и вертикальных участков ступенчатой кривой. Длительность ступеней Дх с увеличением X от О доЯГ/2 увеличивается, а амплитуда ду - уменьшается (фиг.2). В зависимости от числа ступеней К в полупериоде (определяемого числом пазов N) и значения X величины Дх и Ду определяются следующими выражениями: ,/, а, ,|еи:хГгде к поправочные коэффициенты, зависящие от числа N. Так, для