Бесконтактный преобразователь угла поворота

 

Использование: в первичных измерительных преобразователях угла. Сущность изобретения: бесконтактный преобразователь угла содержит статор с полюсами, ротор в виде ферромагнитной втулки с тремя кольцевыми канавками, при этом поверхность каждого торца втулки выполнена винтовой , а заходность винтовых поверхностей торцов - противоположной, начала винтовых поверхностей торцов смещены относительно друг друга на 180 геометрических градусов, а противоположные крайние полюса статора примыкают к ротору в зоне его противоположных торцов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECllYBJlMK (19) (11) (м)5 Н 02 К 24/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

;1 t j 11ц эф "g

); тг г - .гьт.1сиЯ (гЪ

" ="- - - :.Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4922238/07 (22) 26.03.91. (46) 07.05.93. Бюл. М 17 (71) Самарский авиационный институт им.акад. С.П.Королева (72) Е.С.Агафонов и В.Г.Белозеров (56) Авторское свидетельство СССР

М 1690109, кл, Н 02 К 24/00, 1990. (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВА-

ТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА (57) Использование: в первичных измерительных преобразователях угла. Сущность

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных системах автоматики, в частности s системах электропривода, в качестве первичного измерительного преобразователя.

Цель изобретения — расширение диапазона поеобоазования угла поворота.

На фиг.1 представлен общий вид преобразователя угла поворота; на фиг.2 — электрическая схема преобразователя.

Бесконтактный преобразователь угла поворота содержит ротор, выполненный в виде ферромагнитной втулки 1 с торцами, поверхность которых перпендикулярна цилиндрической поверхности ротора. Вся поверхность торца 2 ферромагнитной втулки 1 выполнена в виде винтовой поверхности постоянного (например, левого) направления заходности. Вся поверхность торца 3 втулки

1 выполнена в виде винтовой поверхности противоположного также постоянного (например, правого) направления заходности.

Начало 4 винтовой поверхности торца 2 смеизобретения: бесконтактный преобразователь угла содержит статор с полюсами, ротор в виде ферромагнитной втулки с тремя кольцевыми канавками, при этом поверхность каждого торца втулки выполнена винтовой, а заходность винтовых поверхностей торцов — противоположной, начала винтовых поверхностей торцов смещены относительно друг друга на 180 геометрических градусов, а противоположные крайние полюса статора примыкают к ротору в зоне его противоположных торцов. 2 ил. лиь щено по окружности втулки 1 ротора на 180 относительно начала 5 винтовой поверхно- Я сти торца 3, На цилиндрической поверхности втулки 1 расположены симметрично относительно средних полюсов 6 статора кольцевые канавки 7. Кольцевые канавки 7 Q() снижают влияние осевых смещений (бие- а ний) ротора на точность преобразования, ф поэтому глубина канавок выбирается из соотношения магнитных сопротивлений рабочего немагнитного зазора и зазора между полюсом статора и поверхностью канавки 7.

Ферромагнитная втулка Э эвкреплене соосно на немагнитном валу 8. установленном в корпусе 9 с воэможностью вращения. В кор- в пусе 9 размещен статор, выполненный в виде двух Ш-образных магнитопроводов 10.

Магнитопроводы 10 закреплены в корпусе 9 так, что полюса стержней примыкают вдоль оси вращения ротора с зазором к противолежащим частям цилиндрической поверхности ротора, причем крайний полюс 11 одного магнитопровода 10 примыкает в зо1814160 ., ционально площадям рабочих зазоров под крайними 11, 12, 13 полюсными стержнями, Соответственно площадям рабочих зазоров (и магнитным потокам) имеют значения и

ЭДС секций 16 выходной обмотки магнитопровода 10, наводимые магнитными потокаМи, Поскольку секции 16 выходной обмотки : магнитоправода 10 соединены последова, .. тельно-встречно, а выходные обмотки магни"гопроводов 10 — последовательно-согласно, то ЭДС выходной обмотки преобразователя в исходной положенйи ротора имеет нулевое значение. При повороте ротора площаI

:."не торца 2 ротора, а крайний полюс 12 другого магнитопровода 10 — в зоне торца 3

- .))"

, ротора. Крайние полюса 13 магнитопроводов 10 примыкают к цилиндрической поверхности ротора в средней зоне ферромагнитной втулки 1. Ширина всех по люсов вдоль оси ротора одинакова и больше, чем длина образующей внешней части ротора, находящейся под полюсом, т.е. bn > bo.

На средних стержнях 6 полюсов магнито- 10

"Х; проводов 10 расположены обмотки 14 возбуждения, подключенные к генератору 15 синусоидального напряжения. На крайних

:! - ": 11. 12, 13 полюсных стержнях магнитопроводов 10 размещены одинаковые секции 16, 15 соединенные между собой последовательно-встречно, и полученные после их соединения выходные обмотки магнитопроводов

10 соединенй последовательно-согласно, образуя выходную обмотку преобразовате- 20 ля. Торцовые поверхности всех полюсных стержней магнитопроводов 10, обращенные к ферромагнитной втулке 1, профилированы по общей цилиндрической поверхности, соосной с ферромагнитной 25 втулкой 1.

Бесконтактный преобразователь угла поворота работает следующим образом.

В исходном пол Оженйи ротора (см.фиг.1) площади рабочих зазоров под 30 всеми полюсными стержнями магнитопроводов 10 имеют одинаковые и максимальные значения. Магнитный поток, созданный обмотками 14 возбуждения, распределяется по крайним полюсным стержням пропор- 35 ди рабочих зазоров под крайними 11 и 12 полюсными стержнями линейно уменьшаются, а под крайними 13 полюсными стержнями остаются постоянными.

Соответственно линейно увеличивается и значение ЭДС выходной обмотки преобразователя, по величине которой определяется величина угла поворота. При поворот8 ротора на угол несколько меньший, чем 360 площади рабочих зазоров под крайними 11 и 12 полюсными стержнями имеют мйнймальное значение, минимальными будут И магнитные потоки в этих крайних стержнях, следовательно, ЭДС выходной обмотки Г1рЕобразователя имеет максимальное значение.

Формула изобретения

Бесконтактный преобразователь угла поворота, содержащий генератор синусоидального напряжения, статор, выполненный в виде Ш-образных магнитопроводов, на средних полюсах которого размещены обмотки возбуждения, подключенные к генератору, а на крайних — выходные обмотки, соединенные последовательно встречно, ротор в виде ферромагнитной втулки с двумя образующими полюса кольцевыми канавками на наружной цилиндрической поверхности и торцовыми винтовыми поверхностями, которые перпендикулярны

er0 цилиндрической поверхности, при этом ширина каждого полюса статора вдоль оси ротора больше длины образующей внешней части ротора, находящейся под полюсами, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона преобразования угла поворота, ротор имеет третью кольцевую канавку, а вся поверхность каждого торца втулки имеет форму однонаправленной заходности, при этом заходность винтовой поверхности одного торца противоположна заходности другого, а начало винтовой поверхности одного торца смещено tlo окружности втулки на 180 относительно начала винтовой поверхности другого торца, причем противоположные крайние полюса магнитопроводов статора примыкают к втулке в зоне противоположных торцов ротора, 1814160

Я Р gdД Ф"

Р8 У

4 иГ. Я

Составитель f.Àiàôîíoâ

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н,Гунько

Редактор Н,Пигина

Заказ 1831 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101