Преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающегося объекта

 

Изобретение относится к .информационно-измерительной технике и предназначе 1О для нередачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающихся объектов в условиях повышенной температуры. Цель изобретения - повышение чувствительности преобразователя. Преобразователь содержит магнитомодуляционный токосъемник I, вращающийся трансформа (Л |к 1СЛ

12671 тор 2..Токосъемник 1 состоит из ротора 5 на валу 6 и статора 7. Ротор

5 состоит из размещенных соосно с налом внутреннего 8 и внешнего 9 полых цилиндров, соединенных по торцам плоскими кольцами 10, 11, статорныя часть разделена на две симметричные части диамагнитной диэлектрической шайбой 21. Обмотка модуляции 22 расположена в статорной части и состоит из двух секций 23, 24, включенных между собой последовательно и встречно и расположенных каждая внутри внешнего полого цилиндра 9 между средним и соответствующим ей крайним плоскими кольцами 10, !1, сигналь— ная 12 и измерйтельная 13 обмотки расположены внутри роторной части между внешним и внутренним полыми цилиндрами, кроме того, дополнительно введенный враща1ощийся трансформа58 тор 2 содержит вращающуюся первичную обмотку, выводы которой соединены с выводами первой враща|ощейся обмот— ки 31 и статор с расположенной в нем неподвижной вторичной обмотки 32, при этом все обмотки коаксиальны с валом, роторные части также разделены диамагнитной диэлектрической шайбой. Кроме того, толщина стенки внешнего полого цилиндра ротора магнитомодуляционного .1окосъемника в

3-5 раз меньше толщины стенки внутреннего полого цилиндра того же ротора. Исключение воздушного зазора на пути информационного магнитного потока, управляющего потоком модуляции, пронизывающего вращающуюся измерительную обмотку 13, приводит к существенному увеличению чувствительности преобразователя

2 ил.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающихся объектов в условиях повышенной температуры.

Цель изобретения — повышение чувствительности преобразователя.

Па фиг. 1 схематически показан преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающихся объектов, разрез; на фиг. 2 — электрическая схема соединения обмоток преобразователя °

Преобразователь состоит из магнитомодуляционного токосъемника 1 и вращающегося трансформатора 2, отделенных один от другого неподвижной 3 и вращающейся 4 диэлектрическими диамагнитными шайбами. Магнитомодуляцион ый томосъемник 1 состоит из ротора 5, расположенного на валу 6, и статора 7. Ротор 5 состоит из соосных с валом 6 внутреннего 8 и внешнего 9 полых цилиндров, соединенных между собой с торцов соосными с валом 6 плоскими кольцами 10 и 11. Толщина стенки внешнего цилиндра 9 в

3-5 раз меньше толщины стенки внутреннего цилиндра 8. На внутренний цилиндр 3 намотана сигнальная обмотка 12, выводы которой подсоединены к источнику медленно изменяющегося измерительного сигнала (не показан), расположенного на вращающемся объекте, и измерительная обмотка 13, Статор 7 магнитомодуляционного токосъемника 1 состоит из двух крайних 14 и 15 и одного равноудаленного от них среднего 16 плоских колец, соединенных между собой по внешней кромке внешним полым цилиндром 17, соооным

15 с валом б,и внутреннего коаксиального лолоro цилиндра 18, внешняя поверхность которого соединена с внутренней кромкой среднего кольца 16, при этом статор 7 разделен на две сим20 метричные части 19 и 20 диамагнитной диэлектрической шайбой 21.

Обмотка 22 модуляции состоит ир двух идентичных секций 23 и 24, вклю25 ченных между собой последовательно и встречно и расположенных внутри внешнего полого цилиндра !7 статора 7 так, что каждая из них находится между средним 16 и соответствую1267158 4 ним 16 плоскими кольцами, крайнее плоское кольцо 15) и через воздушные зазоры между крайним плоским кольцбгг 15 и гглоским кольцом 11 и между внутренним полым цилиндром 18 статора 7 и внешним полым цилиндром 9 ротора 5 по статору 7 магнитомодуляционного токосъемника I. При этом часть потока, гзызвышого током моду10 ляции в секции 24 обмотки модуляции, проходит по внешнему полому цилин ру 9 и плоскому кольцу 11 и не охватывает вращающуюся измерительную обмотку 13, а другая часть потока, выз15 ваннбго током модуляции в секции 24, проходит по внепшему полому цилиндру 9, плоскому кольцу 10, внутреннему полому цилиндру 8, плоскому кольцу 11 и охватывает вращающуюся изме

20 рительную обмотку 13. При этом в сиду того, что секции 23 и 24 обмотки

22 модуляции идентичны и включены между собой последовательно и встречно, магнитные потоки, вызванные токами в этих секциях также одшгаковы по своей величине, При отсутствии тока в сигнальной обмотке 12 результирующий магнитггый поток во внутреннем полом цилиндре 8 равен нулю, то ЭДС

30 во вращагощейгся измерительной обмотке 13 не возникает. При этом магнитный поток, вызванный током ггодуляции в секции 23 обмотки 22 модуляции и прс гекающггй по внешнему полому ци35 линдру 9, суммируется с магнитным потоком, вызвашгыы током модуляции в секции 24 обмотки 22 модуляции. В результате взаимодействия этих двух потоков происходит периодическое на40 сьпцение стенки внешнего полого цилиндра 9, при этом относительная величина магнитных потоков от каждой секции 23 и 24 обмотки 22 модуляции, протекающих по внутреннему полому

45 цилиндру 8, увеличивается. Результи" ругощийг же поток остается равным ну-„ лю, ЭДС во врацающейся измерительной обмотке 13 не возншсает.

11агнитный поток, вызванный током модуляции в секции 24, замыкается по другой части статора 20 (внутренний полый цилиндр 18, среднее плоское кольцо 16, участок внешнего полого цилиндра 17 между крайним 15 и сред3 щим ей крайним 14 или 15 плоскими кольцами.

Вращающийся трансформатор 2 соI держит статорную часть 25, состоящую из двух идентичных плоских колец 26 и 27, соединенных по внешней кромке полым коаксиальным с валом б цилиндром 28, и роторную часть 29, представляющую собой расположенную на валу 6 ферромагнитную вставку 30 с намотанной на нее первичной обмоткой 31, выводы которой соединены с выводамн вращающейся измерительной обмотки 13. Напорная вторичная обмотка 32 трансформатора 3 расположе— на внутри полого цилиндра 28 в статорной части 25 вращающегося трансформатора 2. Оси вращения всех обмоток 12, 13, 23, 24, 31 и 32 совпадают с осью вращения вала 6, Преобразователь работает следующим образом.

При наличии тока модуляции в обмотке 22 модуляции (секции 23 и 24) магнитный поток, вызванный этим током в секции 23, замыкается по части статора 7 магнитомодуляционного токосъемника 1 (внутренний полый цилиндр 18, среднее плоское кольцо 16, участок внешнего полого цилиндра 17 между крайним 14 и средним 16 плоскими кольцами, крашгее плоское кольцо 14) и через воздушные зазоры между крайним плоским кольцом 14 статора 7 и плоским кольцом 10 ротора 5 и между внутренним полым цилиндром

18 статора 7 и внешним полым цилиндром 9 ротора 5 по ротору 4 магнитомодуляционного токосъемника 1. При этом часть потока, вызванного током модуляции в секции 23 обмотки 22 модуляции, проходит по внешнему полому цилиндру 5 и плоскому кольцу 10 и охватывает вращающуюся измерительную обмотку 13, а другая часть потока, вызванного током модуляции в секции

23, проходит по внешнему полому цилиндру 9, плоскому кольцу 11, внутреннему полому цилиндру 8, плоскому кольцу 10.и, таким образом,охватывает вращающуюся измерительную обмотку 13.

При появлении тока от источника медленно изменяющегося сигнала в сигнальной обмотке 12, в роторе 5 возникает нггфсрыативггый магнитный поток. Этот поток замыкается по стен55 ке внутреннего полого цилиндра 8

У плоскому кольцу 10, внешнему полому цилиндру 9 и кольцу 11, Таким образом„на пути и1гфорггативного магнитного потока воздушного зазора прин5 12671 ципиально не существует. При взаимодействии информативного потока с потокалпт, вызванными током модуляции в секциях 23 и 24 обмотки 22 модуляции, меняется момент насыщения разных участков стенки внешнего полого цилиндра 9. Участок, на котором направление информативного магнитного потока совпадает с направлением суммарного магнитного потока модуляции, созданного током в секциях 23 и 24 обмотки 22 модуляции, насыщается раньше» чем участок, на котором направление информативного магнитного потока и суммарного потока модуляции встречное. В результате этого нарушается равенство встречных переменных л1агнитных потоков, протекающих во внутреннем полом цилиндре 8, вызванных током в секциях 23 и 24 и охватывающих вращающуюся измерительную обмотку 13. При этом, если раньше насытится участок внешнего полого цилиндра 9, ближний к плоскому кольцу 10 ротора 5» то основная часть 25 потока, вызванного током модуляции в секции 23, будет протекать по участку внешнего полого цилиндра 9, ближнего к плоскому кольцу ll no плоскому кольцу 11, внутреннему по- gp лому цилиндру 8 и плоскому кольцу 10, т,е. почти полностью пронизывать вращающуюся измерительную обмотку 13, в то время как магнитный поток:, вызванный током модуляции в секции 24, напротив, будет почти полностью проходить по участку внешнего полого цилиндра 9, ближнего к плоскому кольцу 11 и самому плоскому кольцу 11, т,е, пронизывать вращающуюся измери- 4б тельную обмотку 13 не будет. Момент этого перераспределения определяется величиной информативного магнитного потока, т.е. сигналом источника медленно изменяющегося сигнала. 45

1 азпостная ЭДС, наведенная во вращающей ся измерительной обмотке 1 3, передается посредством вращающегося трансформатора 2, имеющего первичную обмотку 31 и вторичную обмотку

32, на внешнюю измерительную аппаратуру.

Исключение воздушного зазора на пути информативного магнитного потока, управляющего потоком модуляции, пронизывающим вращающуюся измери- тельную обмотку 13, приводит к существенному увеличению чувствитель58 Ь ности преобразователя по сравнению с извесIHIIM» так как H этом случае из магнитной цепи исключается паразитное магнитное сопротивление большой величины, каковым является для информативного магнитного потока воздушный зазор. Это тем более важно, что во многих случаях приходится передавать с вращающегося объекта сигналы маломощных источников, например термопар, Формула и з обретения

Преобразователь для бесконтактной передачи медленно изменяющихся измерительных сигналов с вращающегося объекта, содержащий роторный магHHvoIIpoI3op,» состояший линдра,соосного с валом, статорклый магнитопровод, состоящий из внешнего и внутреннего полых коаксиальных цилиндров и двух крайних плоских колец, соединенных между собой по внешней кромке внешним полым цилиндром, и обмотку модуляции, расположенную в статоре между внешним и внутренним полыми цилиндрами, сигнальную обмотку, расположенную на цилиндре ротора, и измерительную обмотку, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности преобразователя, на роторном магнитопроводе установлен дополнительный внешний полый коаксиальный цилиндр, соединенный с торцов с внутренним цилиндром двумя кольцами, а в статорный магнитопровод дополнительно введено среднее, равноудлиненное от крайних колец кольцо, внешняя кромка которого соединена с внутренней поверхностью внешнего цилиндра, а внутренняя кромка соединена с внешней поверхностью внутреннего цилиндра, при этом статорный магнитопровод разделен на две симметричные части,, между которыми размещена диамагнитная диэлектрическая шайба, причем обмотка модуляции расположена в статорной части и выполнена из двух секций, включенных между собой последовательно и встречно и расположенных каждая внутри внешнего полого цилиндра статора л1ея ду средним и крайним плоскими кольцами, сигнальная и измерительная обмотки расположены внутри роторного магнитопровода между внешним и внут ренним полыми цилиндрами, дополни12

ТП

31 32

Составитель В. Трегубов

1 едактор Ю. Середа Техред А.Кравчук Корректор С. Некмар

Заказ 5752/35 Тираж 705 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

11роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 1267 тельно установлен вращающийся трансформатор, содержащий ротор трансформатора с расположенной на нем первичной обмоткой, выводы которой соединены с выводами измерительной обмот5 ки, и статор трансформатора с распо158 8 ложенной в ней неподвижной вторичной обмоткой, при этом все обмотки коаксиальны с валом, статорные и роторные части преобразователя отделены одна от другой диамагнитными диэлектрическими шайбами.