Индуктивный преобразователь угла поворота



Индуктивный преобразователь угла поворота
Индуктивный преобразователь угла поворота
Индуктивный преобразователь угла поворота

 


Владельцы патента RU 2545529:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики"-ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)

Изобретение относится к области электротехники, в частности к индуктивным преобразователям угла поворота систем автоматики. Технические результат заключается в повышении точности работы преобразователя и упрощении его изготовления. Преобразователь угла содержит ротор, по крайней мере, с одним магнитомягким полюсом и статор, включающий расположенную на своем магнитопроводе многофазную обмотку, соосную с ротором однофазную кольцевую обмотку и магнитопровод для замыкания магнитной цепи ротора и статора, охватывающий обмотки статора. Магнитопровод многофазной обмотки выполнен кольцевым. В статор дополнительно введена вторая кольцевая обмотка, идентичная первой и соединенная с ней встречно. При этом обе кольцевые обмотки и магнитопровод для замыкания магнитной цепи ротора и статора размещены симметрично относительно магнитопровода многофазной обмотки. 3 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к индуктивным преобразователям угла поворота систем автоматики.

Известен "Бесконтактный сельсин" (а.с. СССР 116512, H02K 24/00, опубл. 01.01.1958), который может быть использован в качестве индуктивного преобразователя угла поворота, содержащий ротор, по крайней мере, с одним магнитомягким полюсом, статор, включающий намотанную на зубцах многофазную обмотку, соосную с ротором однофазную кольцевую обмотку, и магнитопровод для замыкания магнитной цепи ротора и статора, охватывающий обмотки статора.

В случае использования данного устройства в качестве индуктивного преобразователя угла поворота основной характеристикой является точность преобразования угла, которая для указанного устройства является низкой из-за присутствия в выходном сигнале зубцовых гармоник. Кроме того, недостатком устройства является сложность намотки многофазной обмотки на зубцы статора.

Технические результаты, получаемые при осуществлении изобретения, состоят в повышении точности работы преобразователя и упрощении его изготовления.

Это достигается тем, что в индуктивном преобразователе угла поворота, содержащем ротор, по крайней мере, с одним магнитомягким полюсом, статор, включающий расположенную на своем магнитопроводе многофазную обмотку и соосную с ротором однофазную кольцевую обмотку, и магнитопровод для замыкания магнитной цепи ротора и статора, охватывающий обмотки статора, новым является то, что магнитопровод многофазной обмотки выполнен кольцевым, а в статор дополнительно введена вторая кольцевая обмотка, идентичная первой и соединенная с ней встречно, при этом обе кольцевые обмотки и магнитопровод для замыкания магнитной цепи ротора и статора размещены симметрично относительно магнитопровода многофазной обмотки.

Выполнение магнитопровода многофазной обмотки кольцевым упрощает его изготовление и намотку на него многофазной обмотки, так как магнитопровод не содержит зубцов. Кроме того, такое выполнение магнитопровода исключает появление зубцовых гармоник в сигналах индуктивного преобразователя, что приводит к повышению точности измерения угла поворота ротора.

Введение в статор размещенной симметрично относительно магнитопровода многофазной обмотки дополнительной второй кольцевой обмотки, идентичной первой и соединенной с ней встречно, позволяет снизить общую индуктивность кольцевых обмоток, что приводит к уменьшению чувствительности преобразователя к внешним электромагнитным полям, а следовательно, к повышению точности работы преобразователя.

На фиг.1 изображена магнитная система трехфазного индуктивного преобразователя угла поворота с диапазоном измерения углов поворота ротора от 0 до 180 градусов. На фиг.2 - то же, вид Б, на фиг.3 - то же, вид А. На фиг.2, 3 стрелками показано направление рабочего потока в магнитной системе преобразователя.

Магнитная система заявляемого преобразователя состоит из статора и ротора 1.

Статор включает в себя трехфазную обмотку, являющуюся обмоткой возбуждения 2 (см. фиг.2 и 3), расположенную на своем магнитопроводе - кольцевом сердечнике 3, сигнальную обмотку 5, образованную двумя встречно соединенными однофазными кольцевыми обмотками, и магнитопровод 4, охватывающий указанные обмотки 3 и 5. Обе обмотки сигнальной обмотки 5 и магнитопровод 4 размещены симметрично относительно кольцевого сердечника 3 трехфазной обмотки возбуждения 2.

Обмотка возбуждения 2 намотана на кольцевой сердечник 3 и представляет собой трехфазную обмотку с встречным соединением фаз (A, B, C), при этом соединение катушек в фазах обмотки 2 также встречное ( A ¯ , B ¯ , C ¯ - инверсная намотка). Схема соединений катушек в обмотке возбуждения 2 приведена на фиг.3 (сигнальная обмотка 5 не показана). Угловой размер катушек равен 30 градусам.

Ротор 1 содержит два магнитомягких полюса в виде диаметрально расположенных частей кольцевых секторов с угловым размером 60 градусов.

Работа трехфазного индуктивного преобразователя угла поворота рассмотрена в режиме фазовращения и аналогична работе сельсина с трехфазным питанием, описанной в книге "Фазовые цифровые преобразователи угла". В.П. Петропавловский, Н.В. Синицын. - М.: Машиностроение, 1984, стр.19.

На фиг.3 изображен индуктивный преобразователь угла поворота, ротор 1 которого находится в положении, когда потокосцепление фазы C обмотки возбуждения 2 с сигнальной обмоткой 5 и их взаимоиндуктивность равны нулю. Рабочий поток обмотки возбуждения 2 за счет встречного соединения фаз и катушек в фазах вытесняется из кольцевого сердечника 3 через воздушный зазор на полюса ротора 1 (см. фиг.2 и фиг.3), проходит через рабочие воздушные зазоры между полюсом ротора 1 и магнитопроводом 4, затем замыкается на кольцевой сердечник 3 через спинку магнитопровода 4 и воздушный зазор между спинкой и кольцевым сердечником 3 напротив катушек фазы C, расположенных вне полюсов ротора 1 (см. фиг.3), при этом рабочий поток сцепляется с однофазными встречно соединенными кольцевыми обмотками сигнальной обмотки 5, наведенные сигналы в которых суммируются между собой.

При повороте ротора 1 изменяются потокосцепления фаз обмотки возбуждения 2 с сигнальной обмоткой 5 и их взаимоиндуктивности, происходит фазовращение выходного сигнала относительно сигналов возбуждения. По значению рассогласования по фазе выходного сигнала сигнальной обмотки 5 относительно сигнала фазы A (B или C) обмотки возбуждения 2 определяется угол поворота ротора.

При действии внешних электромагнитных полей наведенные во встречно соединенных идентичных кольцевых обмотках сигналы взаимокомпенсируются в сигнальной обмотке 5, что приводит к повышению точности преобразователя.

Индуктивный преобразователь угла поворота, содержащий ротор, по крайней мере, с одним магнитомягким полюсом и статор, включающий расположенную на своем магнитопроводе многофазную обмотку, соосную с ротором однофазную кольцевую обмотку, и магнитопровод для замыкания магнитной цепи ротора и статора, охватывающий обмотки статора, отличающийся тем, что магнитопровод многофазной обмотки выполнен кольцевым, в статор дополнительно введена вторая кольцевая обмотка, идентичная первой и соединенная с ней встречно, при этом обе кольцевые обмотки и магнитопровод для замыкания магнитной цепи ротора и статора размещены симметрично относительно магнитопровода многофазной обмотки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерения и может быть использовано при метрологических исследованиях синусно-косинусных вращающихся трансформаторов. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к автоматизированным системам управления и диагностики трансформаторного оборудования электрических станций и подстанций.

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам малой мощности и может быть использовано в вентильных электродвигателях (ВД). .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам, предназначенным для определения согласованного положения двух осей, и может найти применение в прецизионных силовых и приборных следящих системах переменного тока в качестве измерительного органа.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к преобразователям механических величин в электрические сигналы. .

Относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений с помощью преобразователя перемещения индукционного типа. Техническим результатом заявленного изобретения является существенное повышение надежности работы индукционного датчика положения.

Изобретение относится к сенсорному устройству для определения положения и/или изменения положения объекта измерения относительно сенсора, причем с объектом измерения сопоставлен магнит.

Изобретение относится к способу определения положения и/или изменения положения объекта измерения относительно чувствительного элемента. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений, с помощью преобразователя перемещения индукционного типа.

Изобретение относится к измерительной технике, контролю линейных перемещений габаритных валов роторных машин. .

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения линейного и углового перемещения. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения положения головки станка по отношению к заготовке. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению расстояний до поверхности металлических поверхностей. Устройство содержит цилиндрический сердечник, имеющий продольную ось; три диска или фланца, установленные на продольной оси сердечника; катушки из провода, расположенные вокруг продольной оси сердечника между всеми смежными парами дисков или фланцев, содержащие первую катушку между первой парой дисков или фланцев и вторую катушку между второй парой дисков или фланцев. Причем провод каждой катушки содержит проводящий металл, главным образом, с диэлектрическим оксидным или керамическим покрытием. При этом диски или фланцы изготовлены из не полимерного материала, а сердечник и диски или фланцы выполнены взаимно закрепленными в пространственном отношении. Устройство выполнено с возможностью определения расстояния до металлического объекта, находящегося вне устройства. Технический результат заключается в возможности использовать устройство при очень высоких температурах без необходимости использования дополнительных средств охлаждения. 18 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх