Трансформаторный преобразователь

 

О П И С A Н И E (ii)828227

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14,06.79 (21) 2779795/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) M. Кл.3

Н 01F 21 08

Государственный комитет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (53) УДК 621.314. .232 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (72) Автор изобретения

В. В. Пинаев (71) Заявитель (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области электротехники, в частности к регулировочным трансформаторам с изменением магнитной проницаемости сердечника.

Известны индуктивные преобразователи, содержащие якорь и магнитопровод с расположенной на нем обмоткой (1). Эти преобразователи служат для измерения и ппеобразования линейных перемещений и построены на принципе изменения проводимости магнитной цепи и соответствующего изменения индуктивности катушки и, следовательно, тока в нагрузке цепи обмотки преобразователя.

Известные преобразователи характеризуются рядом недостатков — наличием гальванической связи между цепями входа и выхода, низким уровнем выходного сигнала. Это не позволяет применять указанные преобразователи в целом ряде устройств без дополнительных схем, повышающих уровень выходного сигнала. Кроме того, в некоторых устройствах, имеющих, например, два основных положения подвижной части, требуется, чтобы преобразователь

«запоминал» указанные положения, т. е. фиксировал их. Известный преобразователь не обладает этим свойством.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному преобразователю является преобразователь, который состоит из Ш-образного магнитопровода и якоря из магнитопроводящего материала. Первичная обмотка питается переменным напря5 жением, при этом во вторичной обмотке наводится сигнал, величина которого определяется положением якоря (2).

В таком трансформаторном преобразователе вход гальванически разделен. Сигнал

10 во вторичной обмотке получается достаточной величины, что позволяет обходиться без дополнительных усилительных устройств. Однако фиксирующим моментом данный преобразователь не обладает. Кро15 ме того, в ряде случаев крутизна изменения выходного напряжения (действующего значения) в функции хода якоря такого преобразователя является недостаточной, особенно при увеличенных воздушных за20 зорах между якорем и магнитопроводом, необходимых, например, для размещения в них герметизирующей мембраны, отделяющей полость размещения якоря от полости размещения обмоток. В ряде случаев

25 КПД такого преобразователя также недостаточно.

Целью изобретения является повышение крутизны выходного сигнала трансформаторного преобразователя по ходу якоря, 30 расширение области применения (на герме828227 тичные устройства), полученйе фиксирующего усилия для «запоминания» положения якоря и повышение КПД.

Это достигается тем, что в трансформаторном преобразователе, содержащем корпус, якорь, магнитопровод с находящимися в нем первичной и вторичной обмотками, якорь выполнен в виде постоянного магнита, вокруг которого расположены магнитопроводящие экраны (в количестве не более двух), а магнитопровод имеет симметрично расположенные пазы.

На фиг. 1 приведена конструкция трансформаторного преобразователя; на фиг.

2 — распределение магнитных потоков в магнитопроводе; на фиг. S — выходная характеристика трансформаторного преобразователя; на фиг. 4 — замкнутый магнитопровод (один из вариантов).

11реобразователь содержит корпус 1, к которому крепится замкнутый магнитопроводящии экран 2 и замкнутый магнитопровод д, в котором имеются два узких участка а. На магнитопроводе расположены первичная 4 и вторичная 5 обмотки. Якорь б, выполненный из постоянного магнита, укреплен на штоке /, который перемещается по направляющей корпуса.

Трансформаторный преобразователь работает следующим образом, На первичную обмотку подается переменный электрический сигнал, создающий переменный магнитный поток Ф в замкнутом магнитопроводе (фиг. 2). 11ри этом, когда якорь находится внутри экрана, узкие участки а магнитопровода не насыщены, магнитный поток Ф свободно проходит по цепи магнитопровода и во вторичной обмотке наводится полный выходной электрический сигнал. 11ри перемещении якоря по направлению стрелки в (фиг. 1) постоянный магнит выходит из экрана и входит внутрь контура магнитопровода. 11ри этом магнитныи поток постоянного магнита мМБ (фиг. 2), выходя из северного полюса магнита (Ж), разветвляется на две ветви, проходит по магнитопроводу и замыкается на южный полюс магнита ф), Поток постоянного магнита, проходя через узкие участки а, насыщает их, резко увеличивается магнитное сопротивление магнитопровода, магнитный поток Ф, создаваемый первичной обмоткой, падает до минимума, также снижается до минимума и электрический сигнал, наводимый во вторичной обмотке. Характер изменения выходного напряжения U„,„(äåéñòâóþùåãî значения) в функции 6 перемещения якоря (фиг. 3) и имеет ярко выраженную релейную форму.

Характер изменения выходного напряжения в функции перемещения якоря также соответствует фиг. 3.

Ьлагодаря тому, что магнитная проницаемость в магнитной цепи обмоток меняется более резко при насыщении материала, чем магнитная проводимость при изменении зазоров (в известных конструкциях), можно повысить крутизну изменения выходного сигнала по ходу якоря. Так как зазоры между якорем и магнитопроводом не находятся в магнитной цепи обмоток, это позволяет (за счет применения магнитов с повышенной коэрцитивной силой) увеличить их при сохранении габаритов и уровня выходного сигнала трансформаторного преобразователя. Это позволяет разместить в указанных зазорах моток. Так как магнитная проводимость постоянного магнита при нахождении внутри экрана и внутри контура магнитопровода максимальна, а при переходе из полости экрана в полость контура магнитопровода минимальна, создается усилие, фиксирующее якорь в этих крайних положениях. Величина усилий может регулироваться, например, за счет изменения расстояния между экраном и магнитопроводом.

Возможна конструкция, позволяющая вынести обмотки из зоны перемещения якоря и применить для обмоток каркасные катушки, что упрощает изготовление трансформаторного преобразователя.

Кроме того, поскольку в магнитной цепи обмоток отсутствуют воздушные зазоры, ток холостого хода будет меньше, меньше будут собственные потери и выше КПД.

Формула изобретения

Трансформаторный преобразователь, содержащий корпус, якорь, установленный с возможностью возвратно-поступательного движения, замкнутый магнитопровод с первичной и вторичной обмотками, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения

КПД и увеличения крутизны выходного сигнала, якорь выполнен в виде постоянного магнита, вокруг которого расположены магнитопроводящие экраны, а магнитопровод имеет симметрично расположенные пазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бабиков М. А., Косинский В. А. Элементы и устройства автоматики. — «Высшая школа», 1975.

2. Ступель Ф. А. Электромеханические датчики и преобразователи неэлектрических величин. — «Энергия», 1965, с. 15 — 18, рис. 1 — 7б.

828227

Фи, Составитель В. Лнсин

Корректоры: В. Нам и Н. Федорова

Редактор T. Загребельная

Техред И. Заболотнова

Заказ 738(2 Изд. № 305 Тираж 784 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2