Магнитоупругий преобразователь крутящего момента

 

МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, содержащий кольцевую электромагнитную систему, состоящую, по крайней . из двух магнитопроводов с ясно вьфаженными полюсами, расположенных коннентрично с контролируемым валом, обмотки возбуждений и измерительной обмотки, размещенных на магнитопроводах, отличающийся Тем, что/ с пелы& обеспечения измерения знакопеременного момента, в него введена подмагничивающая обмогка, включенная последовательно с обмоткой возбуждения, а измерительная обмотка выполнена в виде двух независимых обмоток.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NVNC

РЕСГУБЛИН

„,SU„„1006948

Q O1 3/10

ОПИСАНИЕ .ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (53) 531.781(088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЪФ (21) 335365 1/18-10 (22) 13.11.81. (46) 23.03.83. Бюл, ¹ 11 (72) В. С. Багнюк, Г. Я. Вайнбергер и Э. В. Голован

-(7 1) Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС (56) l. Авторское свидетельство СССР

M 214161, кл. G 01 L 3/10, 21.01.67, 2. Фролов Л, Б. Измерение крутящего момента, М., Энергия", 1967, с. 33-34 (прототип) . (54) (57) МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, содержащий кольцевую электромагнитную систему, состоящую, по крайней мере. из двух магнитопроводов с ясно выраженными полюсами, расположенных концентрично с контролируемым валом, обмотки возбуждений и измерительной обмотки, размещенных на магнитопроводах, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения измерения знакопеременного момента, в него введена подмагничивающая обмо1 ка, включенная последовательно с обмоткой возбуждения, а измерительная обмотка выполнена в виде двух независимых обмоток, водимая суммарным магнитным потоком измерительного полюса, растет при увеличении крутящего момента. Приизменении зна-, ка крутящего момента фаза измерительногоо потока изменяется на 180, v последний направлен встречно подмагничивающему потоку, Так квк величина измерительного потока возрастает с увеличением крутящего момента, то результирующий ноток и соответственно ЭДС катушки будет:уменьшаться, В результате напряжение Ц вЫХ, снимаемое с измерительной обмотки, образованной последовательным соединением катушек 8, при изменении величины крутящего моменте от и дкс до +И фдко монотонно воз»

1 10069

Изобретение относится к силоиэмери тельной технике и может быть использовано для измерения знакопеременного крутящего момента на валах;

Известный мвгнитоупругий преобразователь крутящего момента, содержащий три неподвижных кольцевых электромагнита с явно выраженными полюсами, расположенных концентрично с контролируемым участком вала, средний из которых несет о на полюсах обмотки возбуждения, а крайние-измерительные обмотки, причем каждый электромагнит, несущий измерительные обмотки, снабжен числом полюсов, вдвое большим, чем число полюсов электромагнита возбуждения, имеет сложную кон ðóõèK 51).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является магнитоупругий преобразователь крутящего момента, содержащий кольцевую электромагнитную систему, состоящую. по крайней мере. из двух магнитопроводов с явно выраженными полюсами, расположенных концентрично с контролируемым валом, обмотки воз-. буждения и измерительной обмотки, размещенных на магнитопроводах Г2 ), Однако известный преобразователь не позволяет производить измерения знакопеременного момента.

Целью изобретения является обеспечение измерения знакопеременного момента.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь, содер жещий кольцевую электромагнитную систему, состоящую цо крайней мере из двух магнитопроводов с явно выраженными полюсами, расположенных концентрично с контролируемым валом, обмотки возбуждения и измерительной обмотки, размещенных на магнитопроводах, введена подмагничивающая обмотка, включенная последовательно с обмоткой возбуждения, а измерительная обмотка выполнена в виде двух независимых обмоток 45

На фиг. 1 показан вид одного иэ магиитопр оводов пердлвгаемого преобразователя иа фиг, 2 и 3 - развертки двух вариантов преобразователя; на фиг. 4 и 5 — схема соединения обмоток щэеобразователей соответственно; на фиг.

2, 3 и 6 — выходная, характеристика преобразователя.

Магнитоупругий преобразователь крутящего момента (фиг. 1-3) содержит коль- И цевую электромагнитную систему, состоящую по крайней мере, иэ двух одинаковых магнитопроводов 1 и 2 (фиг. 2).

48 2

Другой вариант преобразователя (фиг.

3) содержит три олинаковых магнитопровода 1-3. На полюсах 4 магнитопровода 2 сдвинутого относительно магпитопрс вола 1 (фиг. 2) или магнитопроводов

1 и 3 (фиг. 3) на половину полюсного деления, - расположены катушки 5 обмотки возбуждения. Нв полюсах 6 и 7 крайних магнитопроводов (фиг. 2 и 3) расположены катушки измерительной 8 и 9 и подмагничивающей 10 и 11 обмоток (фиг. 4 и 5). Для случая двух магнитопроводов (фиг. 2) измерительная обмотка 8 выполнена в виде двух независимых обмоток (фиг. 4), а подмагничиввющвя обмотка 10 соединена последовательно с обмоткой возбуждения. Для случая трех магнитопроводов (фиг. 5) измерительная обмотка также выполнена в виде двух независимых обмоток 8 и 9, а подмагничивающвя обмотка — в виде двух, последовательно соединенных с обмоткой

5 возбуждения, секций катушек 10 и 11.

Измерительные обмотки включены в измерительную схему, состоящую из двух выпрямительных мостиков 12 и двух бвлансировочных потенциометров 13. Кольцевая электромагнитная система установлена концентрично с контролируемым валом 14 (фиг. 1 ) .

Преобразователь работает следующим образом.

Переменный магнитный поток, созда вемый в измерительном полюсе 6 мвгнитопровода 1 подмагничивающей обмоткой при положительном направлении крутящего момента, направлен согласно с измерительным потоком, создаваемым в измерительном полюсе эа счет деформации магнитного поля возбуждения в вале

14 и зависящем от величины крутящего момента. При этом ЭДС катушки 8, на3 1006948 4 ! растает, причем зависимость U „= рительных полюсов 6 направлены встречЕ (Мир ) близка к .линейной (фиг. 6). но соответствукхцим измерительным по1(Зависимость выходного напряжения L3st,х токам. При изменении направления круснимаемого с другой измерительной обмот- тяшего момента фаза измерительных. йЖ ки, от крутящего момента за счет обрат- > чоков меняется на 180, и измерительной фаэировки подмагничиваюших потоков ные потоки первой группы полюсов дейстимеет перевернутый вид. вуют встречно,.а второй группы полюсовПосле выпрямлении и уравнивания ну- согласно соответствующим подмагничиt левых значений напряжения О ь х и ваюшим потокам..В результате выходные

U B6lx вычитаются Результующая выход-10 напряжения U и 0п снимаемые. вых йих ная характеристика ЬОв,к = < (Мк > ) с измерительных обмоток и выходная хадает полное представление о величине и . рактеристика преобразователя 60 ух= знаке крутящего момента. =% (N

В случае двух магнитопроводов подмаг- фиг. 6., ничивающие потоки, действукяцие в од- 1 Использование в преобразователе:. ной группе измерительных полюсов 6, при подмагничивающей обмотки и выполнение положительном направлении крутящего мо- измерительной обмотки в виде двух мента действуют согласно с соответствую- независимых обмоток обеспечивают иэмещими измерительными потоками, а подмаг- рение знакопеременного крутящего моменничивающие потоки в другой группе изме- та.

870

1006948

1006948

Фиг. 5

1006948

Фиг.б

Составитель Г. Целибеев

Редактор Л.Гратилло Техред О.Неце Koppex p В. Бутяга

Заказ 2124/64 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ -Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,.Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4