Преобразователь для питания постоянным током устройств, расположенных на вращающемся объекте

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 765860 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 18. 08. 78 (21) 2663774/18-25 с присоединением заявки ¹(23) ПриоритетОпубликовано 230980. Бюллетень ¹35 (51)М. Кл.з

G 08 С 23/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 535.8 (088.8) Дата опубликованияописания 27. 09. 80

М. П.Иванов, В. Г. Гусев, В. П. Иванов и В. Б. Малешин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (54) ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ ДЛЯ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННЫМ

ТОКОМ УСТРОЙСТВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ

НА ВРАЩАЮЩЕМСЯ ОБЬЕКТЕ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для питания постоянным током первичных измерительных преобразователей, расположенных на вращающемся объекте, например тензорезисторов, а также для питания электронных устройств, размещенных на вращающемся объекте.

Известны преобразователи для питания устройств, расположенных на вращающемся объекте, имеющие бесконтактный канал электроснабжения — индуктивный, емкостной и радиоканал (11. Эти преобразователи конструктивно состоят из передающего преобразователя и выпрямителя со стабилизатором, расположенных на вращающемся объекте и при необходимости получения на вращающемся объекте минимальных пульсаций выходного напряжения имеют сравнительно большие габариты, определяемые в основном габаритами стабилизатора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь для питания постоянным током устройств, расположенных на вращаюшемся объекте, включающий неподвижную и врашаюдуюся чести (2) .

Однако максимальная рабоч= температура вращающейся част.. устройства принципиально не превыш .ет 150 С, о а качество стабилизации при Увеличении температуры окружающей среды существенно ухудшается из-за изменения параметров полупроводниковых. приборов, что привоцит к увеличению пульсаций выходного напряжения.

Целью изобретения является уменьшение пульсаций выходного напряжения преобразователя.

Достигается это тем, что в известном преобразователе для питания

15 постоянным током устройств, распо- ложенных на вращающемся объекте, неподвижная часть выполнена из разьемного кольца спеченных торцов световодов, охватывающего вращающуюся

20 разъемную кольцевую часть, на которой расположены фотоэлементы, со- . единенные в группы, каждая иэ которых содержит не менее двух соединенных между собой последовательно фотоэлементов, разнесенных по окружности вращения.

На фиг. 1 изображен преобразователь для питания постоянным током устройств, расположенных на вращаю30 щемся объекте, общий вид; на фиг. 2

765860 приведена принципиальная электрическая @хема соединений солнечных фотоэлементов устройства.

Преобразователь состоит из фотоэлементов 1, равномерно расположенных по окружности полого цилиндра 2, соединяемого с валом вращающегося объекта, и неподвижных световодов 3, одни торцы 4 которых запечены в виде замкнутого разъемного кольца, охватывающего солнечные фотоэлементы 1 с гарантированным зазором. Другие торцы 5 световодов 3 разведены в жгуты, которые могут произвольно изгибаться в пространстве. Торцы 5 световодов 3 подведены к источнику света 6.

Фотоэлементы 1 соединены между собой в соответствии с принципиальной электрической схемой, приведенной на фиг. 2. Все фотоэлементы 1 разбиты на и параллельно соединенных групп, каждая из которых содержит не менее двух фотоэлементов 1, соединенных между собой последовательно. При этом фотоэлементы 1 в каждой из групп 7-7, 8-8,...,п -и расположены в различных точках окру>кности полого цилиндра 2 таким образом, что между фотоэлементами 1, входящими в одну из групп, расположены фотоэлементы других групп. При числе фотоэлементов 1 в группе, равном двум, они могут располагаться в диаметрально противоположных точках, при числе фотоэлементов в группе, равном 3 — под углом в 120 относительно друг друга и т.д. Фотоэлементы 1 не обязательно должны располагаться строго симметрично, они могут быть соединены между собой в каждой из групп, исходя из учета развиваемой ЭДС. В этом случае возможно смешение фотоэлементов 1 в группе от положения строгой симметрии, однако, между фотоэлементами 1 в этой группе должны быть фотоэлементы 1 других групп.

Преобцрзователь работает следую-. щим образом.

Вращающаяся часть преобразователя стыкуется с вращающимся объектом, а торцы 5 световодов 3 подводятся к источнику света б. Свет от исто ника б по световодам 3 подается на солнечные фотоэлементы 1, освещая последние. При этом каждый из солнечных фотоэлементов 1 вырабатывает ЭДС, пропорциональную величине светового потока, освещающего рабочие площадки фотоэлементов 1. Величина выходного напряжения преобразователя равна сумме напряжений, развиваемых солнечными фотоэлементами

1 .в каждой из групп 7-7, 8-8,...n — и. . Максимальная величина постоянного тока на выходе устройства на вращаюцемся объекте равна сумме токов, р,:>виваемой к ждоп !.- г.,:пп 7 -7, 8-8,... и-и фотоэлом; nò:In>; „-; I! = :ЕНтЫ

1 разнесены по окружи.>с и полого цилиндра 2 I Iкдой -.руппс и соедичениР Нх произвоГ>ится в соотРРтст вин с электрической схемой, приведенной на фиг. 2, пульсации ЭДС каждого фотоэлемента 1, неизбежно возни— кающие при вращении из-за изменений освещенности, вызванных различием параметров световодов 3, радиальными биениями полого цилиндра 2 и различием ЭДС, развиваемых каждым фотоэлементом 1 при одинаковой освещенности, и т.п. внутри каждой груп пы взаимно компенсируются и нивелируются.

Чем больше число фотоэлементов 1 в каждой из групп и чем больше число таких групп при одинаковом числе

20 фотоэлементов в группе, тем меньше величина пульсаций выходного напряжения на вращающемся объекте.

Приведенная конструкция преобразователя и схема включения фотоэлементов 1 позволяет получить постоянное напряжение с минимальными пульсациями на вращающемся объекте в широком диапазоне рабочих температур.

Например современные стекла для изготовления световодов имеют темпераЗО туру размягчения свыше 500 С, а солнечные фотоэлементы работоспособны до температур 250-300 С; поэтому рабочая температура преобразователя может достигать 250-300 С, что не35 достижимо для любых конструкций преобразователей аналогичного назначения, построенных с использованием полупроводниковых приборов.

Очевидно, что величина пульсаций выходного напря>кения на вращающемся объекте не зависит от величины температуры окружающей среды.

Одновременно достигается уменьшение габаритов вращающейся части преобразователя, так как они определяются только габаритами солнечных фотоэлементов 1 и нет необходимости увеличивать размеры вращающейся части при увеличении температуры окружающей среды для уменьшения пульсаций выходного напряжения на вращающемся объекте. .Наличие разъемов у кольца из спеченных торцов световодов 3 и у кольца солнечных фотоэлементов 1

55 облегчают эксплуатацию преобразователя.

При соединении вращающейся части преобразователя с вращающимся объектом части конструкции стыкуются между собой, охватывая вал объекта.

Формула изобретения

Преобразователь для питания пос тоянньгм током устройств, >ncfIA»эжен

765860 ных i а врашаю;rie« :и объе <те,- вклю аюш и и « e .. одB ?, ® ; AH в р а@ аюш у, : ii о т л и ч а ю и н и с я тем, ic с целью „"меньше ;; ;я !";ульсаций выход ного напряже -.ия греобра-.îâàòe.òæ, неподвижная часть выполнена :з разъемного кольца спеченных торцов световодов, охватываюшего врашающуюся разъемную кольцевую часть, на которой расположены фотоэлементы, соединенные в группы, каждая из которых содержит не менее двух соединенных между собой последовательно фотоэлементов, разнесенных по окружности врацения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Самбурский А. И.", Новик В. К.

Безконтактные измерения параметров вращающихся объектов. -М.: Машиностроение, 1976, с. 11-12.

2. Авторское свидетельство СССР

9 481959, кл. Н 01 R 39/00, 1975 (прототип).

765860

Составитель A. Щуров

Редактор Е. Гончар Техред H.Áàðàäóëèíà Корректор 0. Ковинская

Заказ 6514/47 . Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектн я, 4