Многополюсный двухфазный датчик угла

 

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ alxesexeaav is na aetsV

„„736283 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) 3+ OHo: 01.02.77 (21) 2450865/24-07

Р М К„г

Н 02 К 24/00 с присоединением заявки Ио

Госуяарсюоеияый комитет

СССР оо делам изобретеиий н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 25.0580, Бюллетень N9 19 ($3) УДК 621. 314.

° 214.2..(088.8) Дата опубликования описания 2ЬОЬ80 (72) Автор изобретения

В.A. Карасе в. о (71) Заявитель (54) МНОГОПОЛЮСНЫЙ ДВУХФАЗНЫЙ ДАТЧИК УГЛА

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано в следящих системах с электрической редукцией, в двухот счетных преобра. звателях уГол-код. 5

Изве"тны устройства типа многополюсных вращающихся трансформаторов, выходное напряжение которых периодично по отношению к углу поворота ротора (1) и (2) . Недостатком известных устройств является невысокая точность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению я вляет ся двухфаз ный 1з индукционный бесконтактный редуктосин (2) . . В этом индукционном редуктосине число периодов выходного сигнала равно числу зубцов статора. Обмотки 20 возбуждения и измерительные составляются из последовательно соединенных зубцовых катушек.

Недостатком известного редуктосина является то, что число периодов выходного сигнала, а следовательно, н его точность при данном диаметре ограничены. При высокоточном преобразовании угла в цифру число периодов определяет 7-8 разрядов грубого 30 отсчета, а системой функционального электронного цифрового считывания эта доля периода раздробляется еще на число двоичных разрядов максимум порядка десяти. Отсюда втекают высокие требования к точности обработки. При N--128 диаметр статора должен быть не менее 200 вел. Если бы, например, ьы хотели получить 256 периодов на окружности, то должны были бы взять диаметр 400 мм с резким увеличением габарита.

Цель изобретения — повышение точности при этом же диаметре путем увеличения коэффициента электрической редукции вдвое.

Это достигается тем, что в известном многопол(осном двухфазном датчике. угла, содержащем статор с числом зубцов 8m с катушками на зубцах и безобмоточный зубчатый ротор с числом зубцов (8+1) каждая фаэная обмотка содержит четыре секции, состоящие каждая из щ — параллельно илн последовательно включенных эубцовых катушек., намотанных через 8 зубцовых шагов, причем соседние секции намотаны со сдвигом на два эубцовых шага н соединены в две группы из двух последовательно включенных звеньев, 736283 каждое иэ которых содержит две параллельно включенные секции, имеющие между собой сдвиг на четыре зубцовых шага, к концам же группы подведены клеммы питания, а датчик снабжен трансформаторами, число которых равно числу звеньев, к кокцам звеньев подключены первичные обмотки трансформаторо в, вторичные о бмот ки кот орых включены встречно, а фаэные обмотки смещены между собой на один зубцовой шаг, где m- целое число.

На фиг, 1 изображена электрическая схема многополюсного двухфазного датчика угла; на фиг. 2 дана развертка рабочей поверхности статора и ротора с зубцовыми катушками.

На зубцах магнитопровода статора установлены катушки, обозначенные буквой и соответствующими индексами.

Зубцовые катушки объединены в секции первой фазы Ь11А, Ь11Б, Ь12А, Ь12Б и второй фазы L21A, L22A, L21Á, Ь22Б.

Секции первой фазы L11A и Ь11Б, а также Ь12А,Ь12Б включены параллельно, образуя два звена.

Аналогично включены секции L21A и

Ь21Б, а также L22A и Ь22Б второй фазы. Два звена каждой фазы соединены последовательно, образуя группы.

Рассмотрим принципы работы многополюсного двухфазного датчика угла.

Пусть статор имеет N = 8. 16 == 128 зубцов, а беэобмоточный ротор N

7 ° 16 = 112 зубцов.

Если приложить напряжение повышенной частоты к обмотке, то возникнут потоки, каждый иэ которых замыкает одну из следующих зубцов с номерами:

0-8;- 8-16; 16-24; 24-32; 32 — 40, 40-48; 48-56; 56-6 4; 64-72; 72 — 80;

80-88; 88-96; 96 †1; 104-112;

112-120; 120-0.

ПотОки эубцОВ> ОтнОСЯщихсЯ к различным обмоткам, различны из-эа пространственного сдвига зубцов ротора.

Но каждый поток данного зубца возвращается в статор, проходя лишь два зубца своей обмотки, отстоящие на

8 шагов, и не ответвляется в зубцы других обмоток. Поэтому взаиминдукция между любой парой из восьми указанных обмоток мала и с ней можно не считать ся, В общем случае на статоре 8. 2m зубцов на роторе (8+1)т зубцов, где

m — целое число, и каждая иэ восьми обмоток включает 2m параллельных (или последовательных) зубцовых катушек, отстоящих друг от друга на

8 зубцов. Во взятом случае щ=8.

Каждая из обмоток обладает самоин— дукцией. Эти самоиндукции различны и изменяются с поворотом ротора.

Обозначаем эти самоиндукции буквой

L с индексом, соответствующим индексу обмотки.

Самоиндукции выражаются периодическими функциями угла

) =LОФ Lт э(и М

Самоиндукция звена, состоящего иэ

l O параллельно включенных самоиндукций (например из L11A и Ь11Б (фиг. 1) равна ((.01 э1кч)(4О-1 МИ Р1

1l, э 1 ч) (1, 1,s1v 1

" т 1

4 о 4 а — — — "- - со 2 Р. аким образом, выходной сигнал изменяется с двойкой частотой, а постоянная составляющая исчезает.

Формула и зо брет ени я

1)но гополю Оный двухфаэ ный дат чик

25 угла, содержащий зубчатый датчик угла, содержащий зубчатый статор, число зубьев которого равно 8m,íà каждом зубце установлены катушки и безобмоточный зубчатый ротор, чи сло зубцов которого равно (8+1) m, о тличающийсятем,что,с целью повышения точности путем увеличения коэффициента редукции, каждая фазная обмотка содержит четыре секции из m параллельно или последова35 тельно включенных эубцовых катушек, сдвинутых на восемь эубцовых шагов, причем соседние секции намотаны со сдвигом на два зубцовых шага и гоединены в группу иэ двух последова40 тельно включенных звеньев, каждое из которых содержит две параллелЬно включенные секции, сдвинутые на четыре зубцовых шага, к концам груп— пы подключены клеммы питания, датчик снабжен трансформаторами, число которых равно числу звечьев, к концам звеньев подключены первичные обмотки трансформаторов, вторичные обмотки которых включены встречно, а фаэные

ОбМОтКи смещеНы Между собой на один зубцовый шаг, где m — целое число.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 453569, кл. Н 02 К 47/00, 1974.

2. Ахметжанов А.А, Высокоточные системы передачи угла автоматических устройств. М., «Энергия„1975, с. 8.

736283

1Г

1 !

l !

I!

) I 1

Составитель B. Комаров

Редактор В. Фельдман Техред Н.Бабурка Корректор F.. Палл

Заказ 2440/44

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проект», 4

II

1I

I1

11

I ! !

1

1 !!

1

l! !!

Тир як 78 3 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета CCCF по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 РаушсЧсая наб. д. 1 5