Устройство для измерения угловой скорости

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 23.11.1971 (№ 1622398 18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 10.V111.1972. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 14.1Х.1972

Л!, Кл. G 01p 3i48

Комитет ло делам изобретений и отирытий ори Совете тйиииотров ссср

>. ДК 531.77:621.3.083.9 (088.8) Авторы изобретения

)К. А. Ямпольский, Л. И. Боженко, Б. Г. Кликштейн и В. В. Михайлевский

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ

Изобретение относится к области измерения и контроля параметров движения.

Известны устройства для измерения угловой скорости, основанные на использовании свойств насыщающихся ферромагнитных 5 сердечников, содержащие тахогенератор переменного тока, преобразователь частоты в виде насыщающегося трансформатора, выпрямитель и измерительный прибор. Из-за отсутствия ферромагнитных материалов с идеаль- 10 ной петлей гистерезиса в них наблюдается влияние изменения э. д. с. тахогенератора на выходной сигнал устройства, что отрицательно сказывается на точности измерений.

Предложенное устройство снабжено дополнительными насыщающимися трансформаторами, первичные обмотки которых через сопротивления и выпрямительные диоды, включенные противоположными полярностями, подсоединены к одному из концов фазовой обмотки тахогенератора, другой конец которой через первичную обмотку основного насыщающегося трансформатора подключен к средней точке соединения первичных обмоток дополнительных трансформаторов, вторичные обмотки которых, включенные встречно и соединенные последовательно со вторичной обмоткой основного трансформатора подключены к выпрямителю.

Это позволяет повысить точность измерения.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства.

Ротор 1 тахогенератора приводится во вращение контролируемым валом. К концам фазы обмотки 2 тахогенератора последовзтельно подсоединены выпрямители 8 и -., первичные обмотки 5 и б насыщающпхся трансформаторов 7 и 8 и первичная обмотк»

9, насыщающегося трансформатора 10. Вторичные обмотки 11, 12 и 13 трансформаторов

7, 8 и 10 соединены последовательно и к нпм через балластное сопротивление 14 и выпрямитель 15 подсоединена нагрузка lб, например стрелочный индикатор. Обмотки ll, 12 и

18 соединены Tàê, чтобы импульсы э. д. с., наводимые в данный момент в обмотках ll u

12 были встречны импульсам э. д. с., наводимым в обмотке I8.

Трансформаторы 7, 8 и 10 выполнены из одинакового матерна TB и могут быть идентичны: с равным числом витков первичных и вторичных обмоток и одинаковыми геометрическим и размерами их сердечников. Возможно выполнение трансформаторов 7 и 8 меньших габаритов, чем трансформатор 10, но число витков их следует подобрать так, чтобы они были эквивалентны виткам трансформаХ ду Я и фт .ъ Й% Ф».

347660

4О

55 тора 10 с точки зрения величины и фазы э. д. с. на их вторичных обмотках.

При вращении ротора 1 тахогенератора в обмотке 2 наводится э. д. с., частота которой пропорциональна числу оборотов ротора.

Под действием этой э. д. с. трансформатор

10 циклически перемагничивается в соотве.ствии с результирующей намагничивающе:I силой, изменяющейся по периодическому закону.

Учитывая, что петля гпстерезиса сердеtника трансформатора отличается от идеалной прямоугольной формы, э. д. с. в обмотке

И наводится не только при работе трансфооматора на ненасыщенной части магнитной характеристики его сердечника, но и в те моменты, когда он достигает насыщения (за счет изменения индукции в сердечнике на ненасыщенной части петли гистерезиса, при изменении намагничивающей силы, закон изменения которой определятся, главным образом, током в обмотке 9) .

При изменении э. д с. тахогенератора меняются ток в первичной цепи трансформаторов, намагничивающая сила и, следовательно, рабочая зона на магнитной характеристике сердечника. Это приводит к изменению э. д. с., наводимой в обмотке И при работе трансформатора на насыщенных участках петли гистерезиса.

Среднее значение э. д. с, наводимой в обмотке И при перемещении рабочей точки по ненасыщенному участку петли гистерезиса от — Br и до +Br н о братно, остается постоянен ной (при данной частоте).

По каждой первичной обмотке трансформаторов 7 и 8 проходит одна полуволна тока, протекающего по первичной обмотке трансформатора 10. Благодаря этому каждый из трансформаторов 7 и 8 односторонне поляризуется и рабочая зона на магнитной характеристике их сердечников не выходит за пределы одного из насыщенных ее участков. Перемещение рабочей точки и связанное с ним изменение индукции и наведение э. д. с. во вторичной обмотке, например, трансформатора 7, происходят в течение первого полупериода изменения намагничивающейся силы трансформатора 10, а аналогичные явления в трансформаторе 8 — в течение второго полупериода намагничивающей силы.

Следовательно, результирующая э. д. с. последовательно соединенных обмоток 11 и 12 вызвана только работой трансформаторов i и 8 на насыщенных участках петли гистерезиса, в то время, как в обмотке И трансформатора 10 э. д с. наводится как при работе его на ненасыщенном участке (основная

1о

2О

35 часть э. д. с.), так и при работе его на насы щенных участках петли гистерезиса.

Работа трансформатора 10 на насыщенных участках магнитной характеристики совпадает по времени с работой на этих же участка.; трансформаторов 7 и 8.

Таким образом, соединяя обмотки 11 и 12 с обмоткой И встречно, получают результирующую э. д. с., вызванную работой трансформатора 10, только на ненасыщенном участке его магнитной характеристики.

Сопротивления 17, 18 могут быть применены для регулирования схемы в заданном диапазоне изменения напряжения в случае неидентичности характеристик трансформаторов 7 и 8. Сопротивления 17, 18 могут быть активными, реактивными или отсутствовать совсем.

Изменение э. д с. (напряжения) в обмогке 2 тахогенератора не влияет на средне= значение э. д. с. в обмотках трансформатора, наводимой при полном симметричном перемагничнвании его по ненасыщенному участку характеристики (от — Br до +Br).

Предложенное устройство позволяет значительно уменьшить погрешность, вызванную изменением э. д. с. (напряжения) тахогенератора, и применять для трансформаторов более дешевые и менее дефицитные сплавы. в том числе сплавы с прямоугольной петлей гистерезиса.

Устройство можно использовать в качестве частотомера сегн. Для этого первичные обмотки насыщающихся трансформаторов подключают к контролируемой сети.

Предмет изобретения

Устройство для измерения угловой скорости, содержащее тахогенератор переменного тока, преобразователь частоты в виде насыщающегося трансформатора, выпрямитель и измерительный прибор, отличаюшееся тем, что, с целью повышения точности измерения, otto снабжено дополнительными насыщающпмися трансформаторами, первичные обмотки которых через сопротивления и выпрямительные диоды, включенные противоположными полярностями, подключены к одному из концов фазовой обмотки тахогенератора, другой конец которой через первичную обмотку основного насыщающегося трансформатора подключен к средней точке соединения пеовичных обмоток дополнительных трансформаторов, вторичные обмотки которых, включенные встпечно и соединенные последовательно со вторичной обмоткой основного трансформатора, подключены к выпрямителю.

Составитель 14. Кривцов

Техред 3. Тараненко Корректор Л. Царькова

Редактор Т. Рыбалова

Тип. Харьк. фил, пред. «Патент»

Заказ 386/1551 Изд. № 1122 Тираж 406 Подписное

ЦНИ11ПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7Ê-35, Раушская наб., д. 4/5