Трансформаторный датчик угла поворота

 

ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ДАТЧИК УГ/W ПбВОРОТА, содержащий статор с охватывающими пары смежных полюсов о У секциями обмотки возбуждения и сдвинутыми относительно них на один полюс секциями измерительной обмотки, дополнительную обмотку и безобмоточный ротор с явно выраженными полюсами , отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, дополнительная обмотка выполнена в виде двух последовательно-встречно соединенных полуобмоток, одна из которых размещена на четных полюсах статора, другая - на нечетных полюсах статора , датчик снабжен регулируемым резистивным элементом, подключенным .к выводам полуобмоток. W с О5 00 00 (Pae.f о

1 (19) (ИЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 01 В 7/3 0 с.

l с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, »

3»

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (21) 3491289/25-28 (22) 10.09.82 (46) 28.02.84. Бюл. и 8 (72) И.Г. Савченко, А.В. Мирютов и А.И. Березиков (53) 621.317.39:531 ° 71(088.8) (56) 1, Хрущев В.В, Электрические микромашины автоматических устройств.

Л,, ",Энергия", 1976, с. 365.

2. Авторское свидетельство СССР

И .587318, кп. G 01 В 7/30, 1976 (прототип). (54) (57) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ДАТЧИК

УГЛА ПОВОРОТА, содержащий статор с охватывающими пары смежных полюсов секциями обмотки возбуждения и сдвинутыми относительно них на один полюс секциями измерительной обмотки, дополнительную обмотку и безобмоточный ротор с явно выраженными полюсами, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, дополнительная обмотка выполнена в виде двух последовательно-встречно соединенных полуобмоток, одна из которых размещена на четных полюсах статора, . другая - на нечетных полюсах статора, датчик снабжен регулируемым резистивным элементом, подключенным .к выводам полуобмоток.

1 10

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля угловых перемещений вращающихся объектов в условиях, требующих регулировки нулевого положения характеристики преобразования.

Известен трансформаторный датчик угла поворота с обмоткой возбуждения и измерительной обмоткой на статоре и .ферромагнитным безобмоточным якорем с явно выраженными полюсами (1).

Недостатком этого датчика является отсутствие возможностей регулировки положения нуля характеристики преобразования.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является трансформаторный датчик угла повороta, содержащий статор с охватывающими пары смежных полюсов секциями обмотки возбуждения и сдвинутыми относительно них на один полюс секциями измерительной обмотки, дополнительную обмотку и беэобмоточный ро-. тор с явно выраженными полюсами 2).

76738

25 зо

Недостатком этого датчика являются ограниченные функциональные воэможности, не позволяющие плавно регулировать положение нуля его ха.рактеристики преобразования.

Цель изобретения — расширение функциональнжх возможностей датчика за счет плавной регулировки, положения нуля его характеристики преобразования.

Указанная цель достигается тем, что в трансформаторном датчике угла поворота, содержащем статор с-охватывающими пары смежных полюсов секциями обмотки возбуждения и сдвинутыми относительно них на один полюс секциями измерительной обмотки, дополнительную обмотку и безобмоточный ротор с явно выраженными полюсами, дополнительная обмотка выполнена в виде двух последовательно-встречно соединенных полуобмоток, одна из которых размещена на четных полюсах статора, другаяна нечетных полюсах статора, датчик снабжен регулируемым резистивным элементом, подключенным к выводам полуобмоток.

На фиг. 1 показана электрическая схема датчика; на фиг. 2 - пример конструктивного выполнения его статора и ротора при количестве по-, люсов статора, равном 4.

Датчик содержит кольцевой ферромагнитный статор 1 с равномерно расположенными через 90 пазами 2-5.

Участки внутренней поверхности статора 1, заключенные между соседними пазами, образуют четные и нечетные полюса 6-9.

В пазах 3 и 5 уложены две секции 10 обмотки возбуждения, одна из которых охватывает полюса 7 и 8, а другая - полюса 6 и 9.

В пазах 2 и 4, смещенных относительно пазов 3 и 5 на один полюс, уложены две секции 11 измерительной обмотки, одна из которых охватывает полюса 6 и 7, а другая - полюса 8 и 9. Секции 10 обмотки возбуждения соединены последовательно-согласно и подключены к сети питающего напряжения переменного тока, а секции 11 измерительной обмотки также соединены последовательно-согласно и подключены к,выходу датчика с сопротивлением 12 нагрузки.

На четных полюсах 6 и 8 статора 1 размещены в пазах 2, 3 и. 4, 5 .секции первой дополнительной полуобмотки 13, а на нечетных полюсах 7 и 9 в пазах 3, 4 и 2, 5 - секции второй дополнительной полуобмотки 14.

Концы полуобмоток 13 и .14 соединены между собой и подключены к регулируемому реэистивному элементу 15, содержащему переключатель 16 и резистор 17. Начала полуобмоток 13 и 14 подключены к переключателю 16 резистивного элемента 15.

В полости статора размещен с возможностью углового перемещения безобмоточный ферромагнитный ротор 18.

Датчик работает следующим образом.

В исходном состоянии переключатель 16 находится в нейтральном положении, электрическая цепь дополнительных полуобмоток 13 и 14 разомкнется и они не будут влиять на работу датчика.

Ротор 18 расположен в исходном положении симметрично относительно полюсов 6, 9 и 7, 8 и перекрывает . их одинаковые площади, что приводит к равенству противоположных по фазе ЭДС, наводимых в секциях 11 иэ= мерительной обмотки, и соответствует нулевому выходному сигналу датчика °

ВНИИПИ Заказ 728/37 Тираж 587 Подписное

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

3 10

При угловом перемещении ротора 18 изменяется соотношение площадей, перекрываемых ротором полюсов статора, что приводит к изменению seличины магнитных потоков, пересекающих секции 11 измерительной обмотки и наводимых в них ЗДС. В результате на выходе датчика (сопротивление 12) появляется сигнал переменного тока, модуль которого пропорционален величине углового перемещения, а фаза соответствует знаку углового перемещения.

В крайних положениях переключателя 16 одна иэ дополнительных полуобмоток 13 или 14 подключается -к переменному резистору 17 резистивного элемента 15.

Наводимый в этой полуобмотке ток создает магнитный поток, вычитающийся из магнитного потока, например, левой секции 10 обутки возбуждения и суммирующийся с магнитным потоком другой (правой ) секции 10 обмотки возбуждения. Это приводит к изменению величины ЭДС, наводимой в сек76738 циях измерительной обмотки, и к изменению выходного сигнала датчика при неизменном положении ротора 18, т.е. к смещению положения нуля характеристики преобразования датчика. Величина смещения тем больше, чем меньше величина переменного сопротивления регулируемого,реэистив-, ного элемента 15, а знак смещения .за"

10 висит от того, какая из полуобмоток

13 .или 14 подключена к резистору 17 с помощью переключателя 16.

Возможность смещения нуля характеристики преобразования датчика при замыкании какой-либо из дополнительных полуобмоток 13 или 14 на резистор 17 обеспечивает имитацию изменения углового положения ротора, что необходимо, например, для проверки работоспособности измерительного канала при работе датчика в системе контроля (при неподвижном роторе), Таким образом, функциональ-. ные воэможности датчика увеличиваются.