Бесконтактное электромагнитное постоянного токаустройство

 

22О772

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cons Советских

Социалистических

Республик @@@ l g :! 9чri aað

<» т, к,, с »

Зависимое от авт, свидетельства №вЂ”

Заявлено 05.1Ъ .1967 (№ 1147094126-24) Кл. 74b, 8/04 с присоединением заявки №

МПК G 08с

УДК 681.2.083.8:531,15 (088.8) Приоритет

Опубликовано 28.V1.1968. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 20.IX.1968

Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Мниистров

СССР

Автор изобретения

А. И. Маныкин

Заявитель

БЕСКОНТАКТНОЕ ЭЛЕКТРОМАГНЙТНОЕ УСТРОЙСТВО

ПОСТОЯHНОГО ТОКА

В области автоматизации производственными процессами известны бесконтактные электромагнитные устройства постоянного тока, состоящие из встраиваемого в изделие внутреннего статора, выполненного в виде восьмиполюсного магнитопровода с обмотками возбуждения и измерительными обмотками, и внешнего ротора в виде немагнитного стакана с четырьмя отдельными полюсами.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем каждый полюс ротора расположен над тремя полюсами статора, на двух из которых расположены катушки возбуждения и на одном — измерительная обмотка, а в качестве немагнптного материала стакана ротора применен электропроводный материал с низким удельным электрическим сопротивлением, Такое выполнение устройства позволяет получить в ограниченном диапазоне углов поворота одновременно электрический сигнал, пропорциональный угловой скорости, момент, пропорциональный углу поворота, и момент, пропорциональный угловой скорости.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема описываемого устройства; на фиг. 2— электрическая схема соединения обмоток.

Описываемое устройство содержит магнитопровод 1 статора, измерительную катушку 2, катушку 8 возбуждения, немагннтный стакан ротора 4 и полюс 5 ротора.

Устройство состоит из отдельных статора и ротора, закрепляемых в изделии (встраиваемая конструкция), Статор представляет собой мапштопровод 1 из горячекатанной электротехнической стали с восемью явно выраженными полюсами. На полюсах магнитопровода помещены четыре

10 катушки 8 возбуждения.

На четырех других голюсах, в промежутке

II)!it rr0:!!0cBllrI с катушками 8 возб >lrgeHIrB, r,oiierrra!o res! reTblpp из 10ð1!òñ LbI!hie ка!I 1IIKH 2 (катушкн 2 и 8 изолированы относительно магнитопровода 1 и пропитаны электроизоляционным лаком): концы обмоток выведены гибкими проводами.

Ротор 4 представляет собой немагнитный стакан, в котором помещены четыре полюса 5 нз горячекатанной электротехнической стали.

Четыре IrBT) øêrr 8 Возбуждения соединены между собой и образтчот обмотк . возбуждения Ф „,, запитываемую постоянным током.

Четыре измерительные катушки 2 образуют

25 измерительную обмотку Г„„,, служащую для получения электрического сигнала постоянного тока.

В рабочем диапазоне полюса 5 ротора расположены спх метрнчно каждый над тремя

30 полюсами статора.

220772

При питании обмотки возбуждения постоянным током в полюсах статора с катушками возбуждения создаются магнитные потоки, замыкающиеся через ротор 4 в полюсах статора с измерительными катушками 2. В каждом полюсе статора с измерительными катушками 2 проходят таким образом два противоположно направленных магнитных потока возбуждения, т. е. в них проходит разность магнитных потоков. При неподвихкном роторе

4 эта разность магнитных потоков постоянна (на измерительной обмотке электрический сигнал отсутствует). При вращении ротора 4 с постоянной угловой скоростью в рабочем диапазоне эта разность магнитных потоков г, полюсах статора с измерительными катушками 2 изменяется со скоростью, прямо пропорциональной угловой скорости ротора 4. На измсрительной обмотке возникает электродвижущая сила, величина которой прямо пропорциональна скорости изменения этой разности магнитных потоков, т. е. прямо пропорциональна угловой скорости ротора 4.

Величина выходного напряжения на со ротнвленни нагрузки определяется следующи я гыражением:

8Ь, Ц; 1 ; G l"

+ 1

d" вых 1в н—

dt или

dt где

8U, V Ю, G

=1 +â

Одновремецно в описываемом устройстве за счет изменения магнитной -нергии в воздушном зазоре, созданной токами в обмотках возбуждения и измерительной обмотке, и зависящей от углового положения и от угловой скорости ротора 4, на ротор 4 действует электромагнитный момент, величина которого также зависит от углового положения ротора 4 и от его угловой скорости.

С целью повышения момента, зависящего ст углового положения ротора при обеспечении высокой крутизны электрического сигнала полюс 5, ротора 4 необходимо располагать над тремя полюсами статора таким образом, чтобы над ним находились одновременно два полюса статора с катушками возбуждения.

В этом случае величина момента определяется выражением:

M =41> W2 I . йi1 6

+ 7 — 8(11 К) . 6 р, <1+ ° вых

12

Rp но так как то

32U> Г, 1Г.G

-.1+ с, dt

Ri (Rtt 2) 10 — 8(I> Г) 6- . р или где

32У, -, 1P, G в. гв

zz + 1 (RH + R2) 20

В = 8 (Ii Wi) 6 1

В этих формулах:

t, — напряжение постоянного тока, 25 приложенное к обмотке возбуждения;

1 — ток в обмотке возбуждения;

1 — ток в измерительной обмотке: (Г, и Fvp — числа витков обмоток возбуж30 дения и измерительной;

Ау и Rg — сопротивления обмоток возбуждения и измерительной;

R„ — сопротивление нагрузки;

6 = — цв — — удельная проводимость воздушного зазора между статором и ротором где:

b — толщина полюса статора; б — величина воздушного зазора;

40 Llp — магнитная проницаемость воз духа; т — длина дуги полюса статора. т == т — а, где: а — расстояние между соседними

45 полюсами ротора по дуге; — радиус ротора; — угол поворота ротора.

Как видно из приведенных формул предлоустройстao може r

50 выдавать сигнал постоянного тока, пропорциональный угловой скорости вращения ротора и одновременно создавать моменты, пропорциональные и противоположно направленные углу поворота ротора 4 и угловой скорости вращения ротора.

Материал стакана ротора 4 может быть выполнен из любого немагнитного материала, Однако для увеличения момента, пропорционального угловой скорости вращения ротора 4

60 за счет вихревых токов, возникающих из-зз изменения магнитных потоков в полюсах ротора 4, зависящих от скорости и создающих дополнительный момент, пропорциональный угловой скорости ротора 4, путем взаимодей65 ствия с магнитным полем воздушного зазора, 220772 созданным обмотками возбуждения, необходим электропроводный материал с небольшим удельным электрическим сопротивлением, в частности, дюралюминий.

Предмет изобретения

Бесконтактное электромагнитное устройства постоянного тока, состоящее из встраиваемого в изделие внутреннего статора, выполненного в виде восьмиполюсного магнитопровода с обмотками возбуждения и измерительными обмотками, и внешнего ротора в виде немагнитного стакана с четырьмя отдельными полюсамп, от.га,arorueece тем, что, с целью получения в ограниченном диапазоне углов поворота одновременно электрического сигнала, пропорционального угловой скорости, момента, пропорционального углу поворота, и момента, пропорционального угловой скорости, в нем каждый полюс ротора расположен над тремя полюсами статора, íà двух из которых расположены катушки возбуждения и на одном — измерительная обмотка, а и качестве немагнитного материала стакана ротора применен электропроводный материал с низким удельным электрическим сопротивлением.

220772

@ы2 2

Составитель А. Г. Иванова

Редактор Е. В. Семанова Техред Л. Я. Левина Корректор Л. В. Юшина

Заказ 2690/15 Тираж 530 Подписное

ЦН11ИПИ Ком пета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2