Бесконтактный токосъемник электрического сигнала

 

1 Ф

ОП АНИП:

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВйДЕТЕЛЬСТВУ

1ti) 535639

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.10.72 (21) 1833341/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.76. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 12.11.76 (51) М Кч з Н 011 39!00

Н 01F 31/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и OTKpblTNH (53) УДК 621.3.047:

: 621.314.214.2 (088,8) (72) Авторы изобретения В. Г. Гусев, JI. П. Андрианова, Ф. Ш. Муфазалов и Э. М. Маликов (71) 3 аявитель

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ТОКОСЪЕМНИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

СИГНАЛА

Изобретение предназначено для передачи электрических сигналов постоянного тока от ,первичных преобразователей, расположенных на вращающемся объекте, к неподвижным вторичным измерительным преобразователям 5 и может быть использовано винформационноизмерительной технике.

Из|вестны бесконтактные токосъемники электрического сигнала, содержащие подвижную обмотку, расположенную на цилиндриче- 10 ском магнитопроводе, входную и выходную обмотки, размещенные на неподвижном магнитопроводе, полюса которого охватывают цилиндрический магнитопровод со стороны его торцов (1). Однако такие токосъемники 15 позволяют передавать сигналы только переменного тока. Кроме того, они имеют неудовлетворительные метрологические характеристики.

Для расширения области применения и 20 улучшения эксплуатационных характеристик в предлагаемом токосъемнике подвижная обмотка расположена внутри цилиндрического магнитопровода, наружная поверхность которого обхвачена входной обмоткой, а на не- 25 подвижном магнитопроводе установлена подмагничи вающая обмотка.

На фиг. 1 и 2 дана конструктивная схема описываемого токосъемника; на фиг. 3 — измерительная схема, в которой используется 30 бесконтактный токосъемник.

Токосъемник содержит замкнутый цилиндрический ферромагнитный магнитопровод 1 (см. фиг. 1 и 2), внутри которого находится подвижная обмотка 2. Магнитопровод 1 жестко закреплен на вращающемся валу между полюсными наконечниками неподвижного магнитопровода 3. Наружная поверхность магнитопровода 1 обхвачена входной обмоткой 4. На неподвижном магнитопроводе 3 расположены выходная 5 и подмагничивающая 6 обмотки.

В измерительной схеме (см. фиг. 3) подвижная обмотка 2 подключена к источнику7 передаваемого сигнала, а входная обмотка 4 — к измерителю 8 нндуктивностн, который соединен с управляемым источником 9 тока. Выход источника тока через резистор 10 замкнут на выходную обмотку 5.

При подаче передаваемого сигнала на обмотку 2 возникает магнитный поток, который замыкается через стенки магнитопровода 1.

Так как характеристика ферромагнитных элементов нелинейна, то магнитная проницаемость стенок магнитопровода 1 зависит от намагпичивающей силы обмотки 2. Индуктивность неподвижной обмотки 4 определяется магнитной проницаемостью подвижного магнитопровода 1, причем в основном его наружных стенок. Поэтому при подаче передаваемого сигнала на обмотку 2 соответственно изменяется и индуктивность обмотки 4, 535639

Это изменение измеряется измерителем 8 индуктивности, который упра|вляет источником 9 тока. Ток от источника тока протекает по обмотке 5 и создает магнитный поток, замыкающийся через полюсные наконечники магнитопровода 3. Этот поток противо положен магнитному, потоку, замыкающемуся через внешние стенки магнитоправода 1 и вызванному передаваемым сигналом, и равен ему.

В результате магнитная проницаемость внешних стенок магнитопровода 1 и соовветственно индуктлвность обмотки 4 практически при любом сигнале остаются неизменны ми.

Таким образом, принцип действия предлагаемого токосъемника основан на взаимной компенсации магнитных полей, протекающих через внешние стеньки магнитопровода 1 и вызванных передаваемым сигналом и неподвижным источником тока.

Ток от источника 9 создает на резисторе 10 падение напряжения, которое является выходным сигналом. Обмотка 6 служит для подмагничивания матнитопровода 1 и поз|воляет установить рабочую точку на тот участок характеристики, где изменение магнитной проницаемости при подматничи вании имеет наибольшую величину.

Отсутствие трущихся и контактирующих поверхностей пбзволяет повысить надежность работы токосъемника. Его ресурс за|висит только от качества изготовления механических узлов.

Токосъемник обладает хорошими метроло. гическими характеристиками, так как параметры подвижного и неподвижного магнитопроводов вносят небольшие погрешности. Необходи ма лишь их стабильность. Осевые .перемещения и небольшие радиальные вибрации также не вносят существенных аогрешностей.

Усиление по напряжению переда ваемото сигнала осуществляется за .счет того, что число вижав обмотки 5 значительно меньше числа витков обмотки 2, а также за счет того, что для создания такого же потока во внеш1р них стенках ма нитопровода 1, который создается обмоткой 2, требуется значительно большая намапничивающая сила обмотки 5, 15 Формула изобретения

Бесконтакпный токосъемник электрического сигнала,,содержащий подвижную обмотку, расположенную на цилиядрическом магнитопроводе, .входную и выходную обмотки, размещенные íà неподвижно м ма|гнитопроводе, полюса которого охватывают цилиндрический магнитоправод со стороны его тор цов, отл ичающийся тем, что, с целью расширения

25 области .применения токосъемника и улучшения его эксплуатационных ха рактеристи к, подвижная обмотка расположена внутри цилиядричеокото магнитопровода, наружная поверхность которого обхвачена входной обмотЗО кой, а на неподвижном магнитопроводе установлена обмотка .под магничввания, Источник информации, принятый во вни35 м ание .при экспертизе:

1. Авт. св. СССР № 135533, кл. 21dÐ 54, 1961.

535639

Составитель А. Головченко

Редактор А. Пейсоченко Техред М. Семенов Корректоры; Т. Добровольская и О. Тюрина

Заказ 2369/17 Изд. № 1762 Тираж 963 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2