Электромеханический преобразователь

 

(72) Автор иэобретеиии

Б. Н. Каржавов

1 (7I): Заявитель

V,àc,)! 2"

i с (54) ЭЛЕКТРОИЕХАНИ ЧЕС КИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к системам автоматического преобразования угловых перемещений в электрический сиг" нал, а имеено к электромеханическим преобразователям.

Известны преобразователи угловых перемещений, выполненные в виде двух кольцевых магиитопроводов с пазами, в которые уложены две двухфазные обмотки, причем статор имеет двадцать четыре паза, а ротор - восемнадцать.

1а

При питании одной из обмоток ротора переменным напряжением на обмотках статора наводятся напряжения, пропорциональные синусу или косинусу угла поворота ротора t t ).

1Ю

Недостаток этих преобразователейсравнительно низкая точность.

Наиболее близким по своему техническому решению к предлагаемому устройству является электромеханический преобразователь, содержащий якорь с равномерно распределенными . пазами, в которых размещена многофаз2 ная обмотка и индуктор, в пазах которого размещена однофазная обмотка возбуждения 2 ).

Недостаток из вест ного преобразователя - ограниченная точность форьюрования выходного сигнала при заданном числе пазов на якоре и индукто ре.

Цель изобретения - повышение точности форьирования выходного сигнала за счет улучиения формы намагничивающей силы обмотки возбуждения.

Поставленная цель достигается за счет того, что в электромеханическом преобразователе, содержащем ма гни топровод якоря с равномерно распределенными пазами, в которых расположена многофазная выходная обмотка, и магнитопровод индуктора, в пазах которого расположена однофазная обмотка возбуждения, пазы магнитопровода индукторарасположены неравномерно с шагом, пропорциональным зн а чениям

- // 8С Хи/ р где хи - угол

3 90393 между началом отсчета и серединой шагового деления, числа витков в секциях обмотки возбуждения распределены пропорционально эначениям11СОЩ гле x ° - угол между началом отсчета и центром i-ro паза.

Такое выполнение обеспечивает наилучшее приближение формы намагничивающей силы, создаваемой обомот кой возбуждения, к синусоиде и тем са- l0 мым повышает точность формирования синусоидальных функций на выходе преобразователя.

На фиг. 1 приведено схематическое изображение якоря и индуктора электро1 механического преобразователя,, на фиг. 2 - форма огибающей намагничивающей силы в обмотке возбуждения при условии, что огибающая тока в каждой секции имеет прямоугольную щ форму.

Электромеханический преобразователь содержит магнитопровод якоря 1 с равномерно расположенными пазами 2, в которых размещается многофазная вы- 2$ ходная обмотка (не показана), магнитопровод 3 индуктора с неравномерно расположенными пазами 4- 13 (не показана).

При этом шаг ахи пропорционален величине 1/алвес хь I, гДе х„- Угол между началом отсчета - осью Х и центром даннощ паза за вычетом половины шага — -, т.е. угол между осью Х и серединой данного шагового деления.

Так, пазы 5 и 7 смещены относительно паза 6 (так же, как и пазы 10 и 12 относительно паза 11) на 23,8 (ах = 0,4086ес 11,9д 0,414 =

23,8 ), пазы 8 и 4 смещены по отношению к павам 7 и 5 соответственно на 26,2, пазы 9 и 13 относительно соответствующих пазов 10 и 12 сдвинуты на тот же угол 26,2О. Пазы 4-9 и 13 сдвинуты относительно оси У на угол 40 (ax 0,408-1/вес 70

0,697 = 40 ). На оси У пазов нет, так как в них не размещается обмотка.

Отметим, что смещение паза 10 относительно паза 9 или 11 относительно паза 10 в общем случае можно найти иа @>рмул: акр 0,400 К лфес 1430.1 = дх = 26,2О, ах = 0,408+isec, l 23,8

Ам .

Аналогично и для паза 12 относительно паза 11: дх = 0,408-1 /sec 191, .ф=

23,8 = дх, и т.д. о

Секции обмотки возбуждения имеют числа витков w;, пропорциональные величине 3//cos х„/, где Х- угол между началом отсчета — осью X и центром данного паза i. Так, число витков в секции, размещенной в пазах 6 и li пропорционально величине 0,42 (Щ„/1щ = 0,42 gсоз О = 0,42), чис-. ло витков в секции, размещенной в пазах 7 и 12, 5 и 10, пропорционально вели чине О, 40 1 (Ag/% = О, 42х

Ос-/сов 23,8 = 0,401), числа витков, размещенных в пазах 8 и 13, 4 и 9, пропорциональны величине О, 337 (%

0,02.Доя 50е = 0,337) . Секции, расположенные в пазах 6 и 11, 7 и 12,. 8 и 13, включаются согласно, а секци0 расположенные в пазах 9 и 4, 10 и

5 - встречно, поскольку знак Cosx1 для первых трех секций положительный, а для двух последних - отрицательный.

Электромеханический преобразователь работает следующим образом.

Обмотка возбуждения эапитывается переменным напряжением. При повороте магнитопровода якоря 1 относительно магнитопровода индуктора 3 в выходной обмотке наводится сигнал, форма которого улучшена за счет выполнения индуктора с неравномерным расположением пазов и. выбора числа витков в секциях, в результате чего обеспечена наилучшая форма кривой распределения намагничивающей силы в обмотке возбуждения (фиг. 2). Эта кривая характеризуется тем, что точки пересечения ее с синусоидой, которую она аппроксимирует, располагаются на середине горизонтальных и вертикальных участков ступенчатой кривой.

Длительность ступеней дх с увеличением Х от 9 доя/2 увеличивается, а амплитуда ду — уменьшается (фи г.2) .

В зависимости от числа ступеней К в полупериоде (определяемого числом пазов й) и значения Х величины hx и ду определяются следующими выражения ьи:

У,М мк сл = к. л тес ии где к к - поправочные коэффициен1 ты, зависящие от числа N. Так, для

Источни ки информации принятые во внимание при экспертизе

1. Агейкин Д.И. и др. Датчики контроля и ре гули ровани я . М., "Машиностроение", 1965 с. 157 158.

Формула изобретения

Элект ромехани чес кий пр еобразователь содержащий магнитопровод я коря 2о с равномерно распределенными пазами, в которых расположена многофазная выходная обмотка, и магнитопровод индуктора, в пазах которого расположеПулbep 10. М. и др. Индукционные электромеханические функциональные преобразователи. М., "Энергия", 1969, с. 46 (прототи п) .

ВНИИПИ Заказ 130/34

Тираж 638 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4

5 903936 6 и = 10 1в рассмотренном случае) К=6, на однофазная оомотка возбуждения, а к„= 1,02, к ° = 1,05. С увеличе- отличающийся тем, что, нием N оба коэффициента стремятся с целью повышения точности преобран 111 зователя, пазы ма гни топровода индукТаким образом, конструктивное вы- 5 тора расположены неравномерно с шаполнение.индуктора в электромехани- гом, и оп иональным значениям ческом пРеобРазователе повышает точ- 1/ Sec х t, где х и - Угол междУ наность формирования выходного сигна- чалом отсчета и серединой шагового ла. деления, числа витков в секциях обЭкономический эффект от и спользо- о мотки возбуждения распределены п ования предложенного выполнения элект- порционально значениям -1/ Cos x I, ромеханического преобразователя о6ус- где х . - угол между началом отсчета ловлен отмеченны м выше его техни- и центром i-ro паза. ческими преимущест вами.