Прецизионный бесколлекторный тахогенератор постоянного тока

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве эталонного измерителя, датчика обратной связи или корректора в высокочастотных следящих системах. Цель изобретения - повышение статической и динамической точности и крутизны коэффициента преобразования скорости в напряжение . Цель достигается за счет прецизионного суммирования с помощью выходного суммирующего усилителя 15 ЭДС, наводимых в отдельных изолированных проводниках двух измерительных обмоток 10 и 11 при вращении ротора, являющегося источником униполярного магнитного потока, созданного постоянным магнитом 3 1 ил. 9 Ц 2 V Q сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5125 G 01 Р 3/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 1i0 1 . 9 9 2 "7

Boixo (21) 4818480/10 (22) 23.04.90 (46) 30.05.92. Бюл. N 20 (71) Научно-исследовательский институт автоматических систем (72) Л,С,Тарасов, Н.B.Èãíàòåíêo и Б.И.Образков (53) 531,77,621.3.083.929(088.8) (56) Тун А.Я, Системы контроля скорости электропривода, М„Энергоиздат, 1984, с.

98.

Авторское свидетельство СССР

К 1229695, кл, G 01 P 3/46, 1984.

Вольден А.И. Электрические машины.

Л.: Энергия, 1974, с. 229 — 230. (54) ПРЕЦИЗИОННЫЙ БЕСКОЛЛЕКТОРНЫЙ ТАХОГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО

ТОКА

» Ы „1737343 А1 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве эталонного измерителя, датчика обратной связи или корректора в высокочастотных следящих системах. Цель изобретения — повышение статической и динамической точности и крутизны коэффициента преобразования скорости в напряжение. Цель достигается за счет прецизионного суммирования с помощью выходного суммирующего усилителя 15

ЭДС, наводимых в отдельных изолированных проводникахдвух измерительных обмоток 10 и 11 при вращении ротора, являющегося источником униполярного магнитного потока, созданного постоянным магнитом 3, 1 ил, 1737343

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве эталонного измерителя, датчика обратной связи или корректирующего устройства в высокоточных следящих приводах, работающих при крайне малых или сверхвысоких скоростях вращения.

Известны коллекторные техогенераторы постоянного тока, которые имеют оборотные, зубцовые и коллекторные погрешности, требующие дорогостоящих средств их минимизации (1). Тахогенераторы переменного тока с последующим выпрямлением выходного сигнала, хотя и отличаются повышенной надежностью изза отсутствия скользящих контактов, однако требуют выпрямления выходного сигнала и используют сглаживающие фильтры, ухудшающиеся их динамические возможности, которые также ограничиваются собственной индуктивностью рабочих обмоток тахогенераторов, имеющих высокое выходное напряжение(2), Наиболее близким по принципу действия является униполярный генератор, содержащий статор, токопроводящий ротор, источник постоянного магнитного поля и токосъемники (3).

При вращении ротора униполярного генератора вдоль его продольной оси наводится ЭДС, пропорциональная скорости вращения.

Недостатком униполярного генератора является малый коэффициент преобразова- ния скорости вращения в напряжение, которое не превышает ЭДС одного проводника, расположенного на наружном диаметре ротора. Однако в низкоомной нагрузке он может генерировать токи порядка сотен тысяч ампер из-за малого внутреннего сопротивления ротора.

Целью изобретения является повышение точности и крутизны коэффициента преобразования скорости вращения в напряжение, увеличение отношения сигнал-шум.

На чертеже изображена конструкция тахонегератора, Между двумя полюсными наконечниками 1,2 ротора, выполненными из магнитомягкого токопроводящего материала, расположен постоянный, например самарийкобальтовый магнит 3, охваченный токопроводящей втулкой 4 из немагнитного материала, например из бронзы, С наконечниками 1 и 2 жестко связаны полуоси 5 и б, выполненные из немагнитного материала, которые установлены в подшипниках 7,8, закрепленных в статоре 9. В кольцевых зазорах между статором и ротором размеще5

40 ны измерительные обмотки 10,11, выполненные в виде равномерно расположенных по периметру зазора изолированных проводников, закрепленных на статоре параллельно продольной оси ротора, Их концы внутри статора 9 закорочены и электрически связаны с контактами токосъемника типа мухолапки 12, закрепленного внутри статора 9, которые через втулку 4, наконечники

1,2 электрически связаны с полуосями 5,б, электрически связанными с контактами токосъемников 13,14, которые в свою очередь, электрически связаны с шиной "Земля" суммирующего усилителя 15. Наружные кон цы проводников измерительных обмоток 10,11 электрически связаны с входами суммирующего усилителя 15, выход которого является выходом тахогенератора, Тахогенератор работаег следующим образом.

При вращении ротора вращающийся магнитный поток постоянного магнита 3 пересекает проводники измерительных обмоток 10,11, наводя в каждом из них ЭДС, пропорциональную угловой скорости ротора. Чтобы просуммировать эти ЭДС, образована замкнутая цепь между входами суммирующего усилителя 15 и его земляной шиной, в которой вращающийся магнитный поток пересекает каждый проводник с током только один раз. Для этого используются токосъемники 12 — 14, через контакты которых по ротору протекают токи, не пересекающие вращающийся магнитный поток.

Полуоси 5 и 6 выполнены из немагнитного материала, чтобы исключить намагничивание шариков подшипников 7 и 8, что резко увеличивает их моменты трения, приводя к повышенному износу, радиальным биениям ротора и, в случае малых моментов устройства, скорость которого измеряется, к дополнительным погрешностям.

Кроме того, для уменьшения помех на выходе суммирующего усиллтеля в случае

его выполнения на операционном усилителе его входные регистры целесообразно разместить в районе лобовых частей статора, непосредственно подсоединить их к наружным концам проводников измерительных обмоток. Для этой >ке цели можно использовать несколько параллельных сумматоров, к каждому из которых подводится меньшее количество параллельных входов, что уменьшает его эквивалентный коэффициент усиления по отношению к помехам, возникающим в цепи, связаннол с шиной "Земля". Для минимизации наводок в выходном сигнале целесообразно электрически изолировать корпус тахогенерато1737343

25

40

Составитель Д.Морозов

Редактор Т,Лошкарева Техред М,Моргентал Корректор Л.Бескид

Заказ 1887 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ра и его полуоси 5,6 от присоединяемых к ним металлических конструкций.

Формула изобретения

Прецизионный бесколлекторный тахогенератор постоянного тока, содержащий статор, магнита- и токопроводящий ротор, установленный в подшипниках, источник постоянного магнитного поля и токосъемник, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и крутизны выходной характеристики, дополнительно содержит измерительные обмотки, выполненные в виде изолированных электрических проводников, закрепленных в кольцевых зазорах статора, параллельных продольной оси ротора, а источник постоянного магнитного поля выполнен в виде постоянного магнита, полюса которого ориентированы вдоль продольной оси ротора, установленного в месте с полюсными наконечниками внутри немагнитной токопроводящей втулки, при этом в

5 полюсных наконечниках закреплены немагнитные токопроводящие полуоси, внутренние концы измерительных обмоток соединены между собой и электрически связаны через контакты токосъемника с втул10 кой ротора, которая через полюсные наконечники, полуоси ротора и токосъемники электрически соединена с шиной "Земля" суммирующего усилителя, входы которого электрически соединены с внеш15 ними концами проводников измерительных обмоток, а выход — с выходом тахогенератора.