Преобразователь угловых перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность преобразования угловых перемещений путем,уменьшения погрешностей формирования выходных ЭДС стабилизации постоянной составляющей, глубины модулдции и пространственного смещения между выходными ЭДС преобразователя угловых перемещений. Преобразователь содержит статор с зубцами и кольцевыми проточками для размещения в них секций обмотки возбуждения и обмоток считывания. Ротор, с которым связан контролируемый объект, имеет на внешней поверхности зубцы, ориентированные под углом ДЧ к зубцам статора. При вращении ротора относительно статора происходит модуляция магнитной проводимости магнитной цепи преобразователя, образованного статором , ротором и зазором между их зубцами, которые образуют комбинационное растровое сопряжение. Благодаря периодическому изменению магнитной проводимости и пространственному смещению обмоток считьгоания в преобразователе формируются ЭДС, модулированные по величине практически по треугольному закону в функции углового перемещения ротора и смещенные на угол, зависящий от количества обмоток считывания и расстояния г между ними, определяемому вьфажением Р /h-iQ44 j где g - зубцовый шаг статора; h .- число обмоток считывания. При четырех обмотках считывания этот угол равен 90°. 4 ил. i Л to lN3 О5 О СО

СОЮЗ С09ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 С 01 В 7/30

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3746084/25-28 (22) 29.05.84 (46) 23.04.86. Бюл. У -15 (71) Куйбышевский ордена Трудового;

Красного Знамени авиационный институт им. акад. С.П. Королева (72) В.С. Кочкарев, Н.Е, Конюхов, В.А. Волков и А.Нс Трофимов (53) 621.317.39:531.71(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 945639, кл. 0 01 В 7/30, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1019220, кл. 6 01 В 7/30, 1982. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность преобразования угловых перемещений путем, уменьшения погрешностей формирования выходных ЭДС стабилизации постоянной составляющей, глубины модуляции и пространственного смещения между выходными ЭДС преобразователя угловых перемещений. Преобразователь содержит статор с зуб„„SU„„1226034 цами и кольцевыми проточками для размещения в них секций обмотки возбуждения и обмоток считывания. Ротор, с которым связан контролируемый объект, имеет на внешней поверхности зубцы, ориентированные под углом h4 к зубцам статора. При вращении ротора относительно статора происходит модуляция магнитной проводимости магнитной цепи преобразователя, образованного статором, ротором и зазором между их зубцами, которые образуют комбинационное растровое сопряжение. Благодаря периодическому изменению магнитной проводимости и пространственному д смещению обмоток считывания в преобразователе формируются ЗДС, модулированные по величине практически по треугольному закону в функции угло- { вого перемещения ротора и смещенные на угол, зависящий от количества обмоток считывания и расстояния г между ними, определяемому выражением Я г = g/ .typal, где — эубцовый шаг ста- Я тора; ь . — число обмоток считывания. ф

При четырех обмотках считывания этот угол равен 90 . 4 ил. СО

1226034

Изобретение относится к измери,тельной технике и может быть использовано в системах автоматики и -телемеханики для измерения угловых перемещений вращающихся на оси объектов контроля.

Целью изобретения является повы шение точности преобразования путем уменьшения погрешностей формирования выходных ЭДС, стабилизации постоянной составляющей, глубины модуляции и пространственного смещения между выходными ЭДС преобразователя.

На фиг. 1 показан преобразователь угловых перемещений, продольный разрез, на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — пространственное размещение секций обмотки возбуждения в кольцевых проточках,статора и их электрическое соединение (стрелками показаны направления токов в

I них), на фиг. 4 — взаимное расположение зубцов статора .и ротора(развертка,.с заштрихованными участками .площадей взаимного перекрытия их зубцов, соответствующими их некото рому относительному угловому смещению), а также электрическая схема соединения секций обмоток возбужце-. ния и обмоток считывания преобразователя.

Преобразователь содержит закрепленный в корпусе 1 статор 2 с нанесенными на его внутренней поверхности зубцами 3. В корпусе 1 на подшипниковых опорах 4 установлен ротор 5 с нанесенными íà его внешней поверхности зубцами 6, ориентированными под углом Дч к зубцам 3 статора. На внутренней поверхности статора вь1полнены также кольцевые проточки 7-11 для укладки в них обмоток преобразователя и продольный паз 12 для размещения в нем соединительньгх выводов обмоток. Секционированная однофазная обмотка 13 возбуж- . дения содержит десять кольцевых секций 14-23, соединенных последовательно и уложенных попарно в кольцевые проточки 7-11 статора (фиг. 3) так, что направления токов в каждой паре секций совпадают, а направления токов в смежных парах секций (смежных кольцевых проточках) встречные. Дополнительные кольцевые секции 14 и

15 обмотки возбуждения, уложенные в крайних кольцевых проточках 7 и 11, служат для обеспечения равенства ам4 пер-витков возбуждения на краях статора с ампер-витками возбуждения. по всей:е"о длине. В тех же кольцевых проточках статора 2 уложены секции обмоток 24-27 считывания, выполненные кольцевыми, как и секции обмотки 13 возбуждения, и имеющие одну общую (эаземленную) точку соединения и отдельные выводы.28-31 для съема с них выходных пространственно сме10 щенных сигналов преобразователя не1

t сущих информацию об угловом смещении ротора 5 и связанного с ним объекта контроля (не показан) относительно статора 2.

Преобразователь работает следующим образом. При подключении обмотки 13 возбуждения к однофазному источнику питания переменного тока (не показан) ее секции создают магнитный поток, наводящий ЭДС в обмотках 24-, 27 считывания, размещенных в общих с ними кольцевых проточках 7-11. Величины ЭДС пропорциональны магнитной проводимости участков магнитной це" пи, образованных статором 2, ротором

5 и воздушным зазором между их зубцами 3 и 6. Магнитная проводимость зависит от площади взаимного перекрытия зубцов 3 и 6 статора и ротора (фиг. 4), которая периодически изменяется в зонах размещения обмоток преобразователя при вращении ротора относительно статора, зубцы которых образуют комбинационное, растровое сопряжение. Благодаря этому выходные напряжения, получаемые на выводах 28-31 преобразователя, модулируются по амплитуде и имеют

40 относительный сдвиг в пространстве на угол, зависящий от величины промежутков между кольцевыми проточками 7-11 статора, определяемых выражением

9 г= —, 1 6Я где g — зубцовый шаг: статора, — число обмоток считывания.

В описанном варианте преобразователя с четырьмя обмотками считывания формируемые в них ЭДС смещены на о угол 90 и модулированы по величине в функции углового перемещения ротора практически по треугольному закону.

Благодаря выравниванию магнитных потоков возбуждения, создаваемых!

22603k

12

Фиг.2 секциями обмоток возбуждения на краях и в середине магнитопровода,обеспечивается выравнивание постоянных составляющих и глубины модуляции наводимых в обмотках считывания ЭДС, что повышает точность преобразования угловых перемещений.

Формула изобретения

Преобразователь угловых перемещений, содержащий относительно подвижные статор и ротор, на обращенные одна к другой поверхности которых нанесены зубцы, ориентированные под углом Ь одни относительно других и размещенные в кольцевых проточках статора, разделенных промежутками, секционированные обмотки возбуждения и считывания, о т л .и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен двумя до5 полнительными кольцевыми секциями обмотки возбуждения, размещенными в крайних кольцевых проточках статора и включенными последовательно и согласно с основными секциями

f0 обмотки возбуждения, уложенными в тех же проточках, а величину Г определяют соотношением

Г=

h tq 6Ч где $ — зубцовый шаг статора, b — - число обмоток считывания.

1226034

Составитель С. Скрыпник

Техред В.Кадар

Редактор О. Юрковецкая

Корректор С. Шекмар

Заказ 2109/27 Тираж 670

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4