Индукционный редуктосин

 

Изобретение относится к электрическим микромашинам, применяемым в качестве измерительных преобразователей углов в системах автоматики, в частности, к индукционным редуктосинам. Цель изобретения - повышение точности. Редуктосин содержит шихтованный из листов пермаллоя статор (С) с пазами, в которых расположены стороны катушек выходной обмотки и обмотки возбуждения (ОВ), и зубчатый ротор (Р). Полюсные выступы С снабжены зубцами. Катушки ОВ охватывают по два полюсных выступа, между которыми шаг по зубцам отличается на половину от целого числа зубцовых делений Р. Все катушки ОВ соединены между собой параллельно. Немагнитный промежуток между С и Р образован скользящими друг по другу гладкими диэлектрическими покрытиями их зубцатых поверхностей. В этих условиях амплитуда потока каждой пары полюсных выступов С, охваченных катушкой ОВ, автоматически стабилизируется. Благодаря этому уменьшаются погрешности функционирования индукционного редуктосина. 1 ил.

СОЮЗ СООЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.80„„1584042 А 1 щ) 5 Н 02 К 24/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4377341/24-07 (22) 10,02.88 (46) 07.08.90. Бкл. 9 29 (71) Рижский институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (72) О.П. Белавин,1 А.В. Булеков, Н.Н.Левин, В.Д.Смирнов и А.Д.Серебряков (53) 621.313.334.654.94 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1128341, кл. Н 02 К 24/00, 1983.

Ахнетжанов A.À. Высокоточные преобразователи угловых перемещений.

М, Энергоатомиздат, 1986, с.7-26. (54) ИНДУКЦИОННЫЙ РЕДУКТОСИН (57) Изобретение относится к электрическим микромашинам, применяемым в качестве измерительных преобразователей углов в системах автоматики, в частности к индукционным редукто.Изобретение относится к электрическим машинам, а точнее к измерите.лям угловых перемещений, широко используемым в различных системах автоматики.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На чертеже изображена конструктивная схема индукционного редуктосина в развернутом виде. Редуктосин содержит шахтованный из листов пермаллоя статор. 1 с полюсными выступами 2-9,образующими между собой пазы 10, в которые уложены сто2 синим. Цель изобретения — повышение точности ° Редуктосин содержит шихтованный из листов пермаллоя статор (С) с пазами, в которых расположены стороны катушек выходной обмотки и обмотки возбуждения (ОВ), и зубчатый ротор (P). Полюсные выступы С снабжены зубцами. Катушки ОВ охватывают по два полюсных выступа, между которыми шаг по зубцам отличается на половину от целого числа зубцовых делений P.

Все катушки ОВ соединены между собой параллельно. Немагнитный промежуток между С и P образован скользящими друг по другу гладкими диэлектрическими покрытиями их зубчатых поверхностей. В этих условиях амплитуда потока каждой пары полюсных выступов С, охваченных катушкой ОВ, автоматически стабилизируется. Благода- С ря этому уменьшаются погрешности функционирования индукционного редуктосина. 1 ил.

Сл

Ю роны катушек 11 обмотки 12 возбужде- ф, ния и выходных обмоток 13 и 14 и шихтованный из листов пермаллоя ротор

15 с зубцами 16 на его поверхности, обращенной к статору. Шаг по зубцам ротора равномерный. С такии же шагом расположены зубцы 17 и на каждом по- р люсном выступе 2-9 статора 1 ° По ширине зубцы могут быть различными и иметь скос (не показано). Зубчатые поверхности статора и ротора покрыты диэлектриком (например, фтороплас- . том или ротор — полиамидной пленкой, а статор — полиуретановой). Диэлект1584 О42. рйк заполняет впадины 18 между зубцами, а на поверхностях зубцов, обра.щенных друг к другу, образует тонкую (О,ОО4-0;605 мм).пленку 19. Таким образом, внутренняя поверхность статора и внешняя ротора оказываются цилиндрическими, гладкими, соприкасающимися друг к другу по скользящей посадке, с небольшим трением (эа счет1О введения смазки) с максимальным зазором О,ООЗ-О,ОО5 мм при диаметре ротора 25-30 мм..

Цбпюсные выступы статора расположены по окружности неравномерно. Шаг 15 по зубцам смежных полюсов., охватываемых катушкой обмотки 12 возбуждения, равен целому числу зубцовых делений ротора плюс-минус половина зубцового деления, т.е. 1+0,5 = 1,5. Шаг по 2Î зубцам смежных полюсов, охватываемык катушкой выходной обмотки 13, 14, отличается от целого числа на 1/4.

Для представленной конструкции 1 +

+ 1/4 = 5/4. 25

Us

P fl иьfâ

Для каждого из полюсных выступов можно записать характер изменения амплитуды магнитного потока в функции

49 угла поворота ротора

1 — а /ap sin(Zgd) °

2 э

p., 2а и

Хrl<+ ri

1 + а /а, cos(d Z )

)l „.

Ф

2а

1 - а,/ap cos(d Е ) . Aq.

Ф вЂ” ——

Ь fl

2 ар — а /а sin(Zg) 2

Э й5

-Ф вЂ”вЂ”

2аО ь Л

5 т и +

1 + а /ао sin(o(Ер) 2

Ф и — Ф вЂ” — -—

2ар

1 a>/ap cos (<" Z p) А7

Ф вЂ” — = Ф

2ао

1 + à, /à, cos (Ы Z р) .

jl g

Ф- — = Ф

2ap

Аа.

Ф й,+ й.„

Катушки обмотки возбуждения включены параллельно дру- другу и. д напряжением П источника переменного скнусоидапьного тока, причем по отношению друг к другу две смежные катушки включены с изменением порядка годсоединения их концов. Катушки выходных обмоток включены последовательно друг другу в каждой цепи, а схемно — встречно.

Индукционный редуктосин работает следующим образом.

При включении обмотки возбуждения нод синусоидальное напряжение всеми катушками обмотки возбуждается практически один и тот же по амплитуде магнитный поток каждой Пары гтлюсов

Ф, причем

Представим магнитные проводимости немагнитных промежутков под полюсными выступами с учетом расположенных их зубцов по отношению к зубцам ротора рядом Фурье в функции ат углового положения ротора o(. В этом ряду ограничиваются. только первыми двумя членами, полагая, что выоором относительной ширины зубца статора

I и ротора, величины скоса зубца ротора высшие гармонические составляющие проводимостей сведены к ничтожно малой величине или исключены вообще.

Тогда

= ае — a, sin (о(Ер);

=а,+a,cos (о Е);

ap a, cos (Q Zp) Я э = а + а„$1п (с1 Zp) ° где Е, — число зубцов ротора, равное

1 для рассматриваемого случая, Ер = 19.

)5840 2 ф >, + a,/аî s n(d Zp)

2а, 2

Ф=-Ф вЂ” ——

9 Л+Л

Из представленных выражений слецует, что амплитуды магнитных потоков отдельных полюсных выступов также мало зависят от эксцентриситета в расположении ротора так как отношение а /а при малом немагнитном промежутке остается практически неизменным по величине. Потоки ф - ф наводят в катушках выходной обмотки .ЭДС; Получить ее выражение можно, ис- >5 пользуя полученные значения потоков и схему соединения катушек в выходных обмотках. Тогда огибающие наводимьтх в этих обмотках электродвижущих сил определяется как 20

) = 2 т2 П исааф - sin(d 2

9 р ао

25 — 45 ); — ф., ) = 2 Д п м ф . соз (a Е -45 ) о

В условиях практической независимости мат нитного потока ф и отношешения а /а от эксцентриситета полу1 О ченные выражения доказывают возможность существенного повышения точнос- "5 ти воспроизведения синусной и коси- ° кусной зависимостей ЭДС от угла поворота ротора в индукционном редуктомалым немагнитным промежутком 40 между статором и ротором при параллельном включении катушек обмотки возбуждения под напряжение источника питания. При этом не исключаются и другие известные способы повышения

У з;„= Е s „= 2Тией(Ф + ф - фв сиз с з з 6

1 точности редуктосина, например, путем повышения точности изготовления и усреднения ошибок за счет увеличения числа полюсных выступов, В примере рассмотрен случай, когда число выступов равно 8, а их может быть 16, 24, 32, при сохранении описанных принципов конструктивной компоновки.

Таким образом, в индуктивном редуктосине может быть достигнуто повышение точности функционирования до нескольких угловых секунд без усложнения технологии его изготов ления.

Формула изобретения

Индукционный редуктосин, содержащий шихтованный из листов пермаллоя статор с пазами, в которых расположены стороны катушек выходной обмот ки и катушек обмотки возбуждения,,охватывающих по два полюсньтх выступа„, тричем полюсные выступы между пазами снабжены зубцами,.и отделенный от не,.о немагнитным промежутком зубчатый р:.тор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения. выступы, охваченные катушками обмотки возбуждения, установлены с шагом = (К + 1/2) t, где шаг по зубцам ротора; К вЂ” любое целое число, указанные катушки обмотки возбуждения соединены параллельно, а на обращенных одна к другой поверхностях статора и ротора установлено пленочное диэлектрическое покрытие для образования скользящих одна по другой поверхностей.

1584042, Составитель В.Комаров

Техред Jl.Îëèéíûê

Корректор О. Ципл е

Редактор О.Головач

Заказ 2261 Тираж 443 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101