Индукционный преобразователь скорости и угла поворота вращающегося вала

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()553535

Союз Советских

Соцналнстнческих

Республик

i с ! (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 12.01.76 (21) 2312242/10 с присоединением заявки— (23) П р и ор итет— (43) Опубликовано 05.04.77. Б:оллстснь № 13 (45) Дата опубликования описания 19.07.77 (51) М К л з 6 01 Р 3/48

G08 С 9 04

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 531.768 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. Н. Иванов, A. Я. Любарский и Д. В. Костомаров (71) Заявитель

Украинский республиканский центр метрологии и стандартизации (54) И НДУКЦИ ОН Н Ь1 й

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СКОРОСТИ

И УГЛА ПОВОРОТА ВРА1ЦАЮ1ЦЕГОСЯ ВАЛА

Изобретечие относится к технике измерения скорости и угла поворота вращающихся валов, в частности к индукционным преобразователям угловой скорости и угла поворота.

Известны устройства для измерения и дистанционной передачи угла поворота и угловой скорости вращающихся валов, содержащие ротор, статор, обмотки возбуждения и измерения (1).

Также известны индукционные преобразователи скорости и угла поворота, содержащие зубчатые безобмоточные роторы, зубчатые статоры, кольцевые магниты и измери тельные обмотки (2). 15

Недостатками известных устройств является неполное использование магнитных свойств материалов статора и ротора, повышенные габариты при требуемой амплитуде выходного сигнала. 20

Целью изобретения является увеличение амплитуды (мощности) выходного сигнала, т. е. повышение чувствительности без увеличения габаритов преобразователя и уменьшение влияния внешних электромагнитных полей.

Указанная цель достигается за счет того, что преобразователь дополнительно снабжен расположенным против середины кольцевого магнита магнитопроводом с радиальными З0 стержнями, на которых размещены измерительнь:е обмотки.

Кроме того, магнитопровод установлен с возможностью осевого перемещения относительноо середины кольцевого магнита, который выполнен составным с размещенной посередине прослойкой из магнитомягкого материала. Магнитспровод установлен против прослойки. Такое выполнение преобразователя позволяет более точно сбалансировать магнитный мост и тем самым скомпенсировать влияние внешних магнитных полей.

На фиг. 1 показан преобразозатель в продольном разрезе; на фиг. 2 элемент кольцевого магнита с прослойкой из магнитомягкого материала.

Преобразователь содержит два зубчатых ротора 1 и 2, установленных на вращающемся валу 8, и два зубчатых статора 4 и 5, установленных в корпусе 6. Между роторами

7 и 2 помещен кольцевой магнит 7 с осевым намагничиванием. Между статорами 4 и 5 против середины магнита 7 установлен магнптопровод 8 с радиальными стержнями 9, на которых размещены измерительные обмотки 10. Магнитопровод 8 выполнен из материала с высокой начальной магнитной проницаемостью, например пермаллоя, и может перемещаться в осевом направлении вместе со статорами 4 и 5 посредством винтов 11.

553535

Кольцевой магнит 7 может быть выполнен с прослойкой 12 из магнитомягкого материала (см. фиг. 2). Статоры 4 и 5 и роторы 1 и 2 собраны таким образом, что при совмещенных зубцах статора 4 и ротора 1 зубцы ста- 5 тора 5 и ротора 2 находятся в противофазе.

Преобразователь работает следующим образом. Кольцевой магнит 7 создает постоянный магнитный поток Ф, проходящий через ротор 1, статор 4, магнитопровод 8, статор 5 10 и ротор 2. Основное сопротивление магнитному потоку оказывают зазоры между зубцами роторов и статоров. Это сопротивление изменяется в момент прохождения зубцов роторов мимо зубцов статоров. Магнитный поток раз- 15 ветвляется по магнитопроводу 8, образуя в радиальных стержнях 9 два взаимно противоположных потока Ф и Ф . Таким образом, магнитная цепь имеет вид магнитного моста, в котором стержни 9 включены в измеритель- 20 ную диагональ. При вращении вала поочередно совмещаются то зубцы ротора 1 с зубцами статора 4, то (через 1/2 шага) зубцы ротора 2 с зубцами статора 5. В первом случае поток Ф1 больше, чем поток Ф2, и через 25 стержни 9 проходит результирующий магнитный поток ЛФ =Ф1 — Ф . Во втором случае проходит противоположно направленный результирующий поток ЛФ"=Ф2 — Фь

Таким образом, через радиальные стержни 9 магнитопровода 8 проходит только переменная составляющая магнитного потока, наводящая в обмотке 10 переменный ток с частотой, пропорциональной числу зубцов и скорости вращения. Симметричность амплитудных значений переменной составляющей магнитного потока (равенство ЛФ =ЛФ") достигается регулировкой положения магнитопровода 8 относительно середины магнита 7 с

II0MOI1IbIO BHHT0B 11 (CRI. фиг. 1) подбора степени намагничения половин маг- 40 нита 7 (см. фиг. 2).

Благодаря размещению магнитопровода с радиальными стержнями и измерительными обмотками против середины кольцевого магнита сквозь упомянутые стержни и обмотки проходит только переменная составляющая магнитного потока, что дает возможность выполнить их с малым сечением и соответственно с малой длиной витков обмотки.

Формула изобретения

1. Индукционный преобразователь скорости и угла поворота вращающегося вала, содержащий зубчатые безобмоточные роторы и статоры, кольцевой магнит и измерительные обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения влияния внешних электромагнитных полей, преобразователь снабжен установленным против середины кольцевого магнита магнитопроводом с радиальными стержнями, на которых размещены измерительные обмотки.

2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что магнитопровод установлен с возможностью перемещения в осевом направлении относительно середины кольцевого магнита, например, с помощью регулировочных винтов.

3. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ющи и ся тем, что кольцевой магнит выполнен составным с размещенной посередине прослойкой из магнитомягкого материала, а магнитопровод установлен против прослойки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство № 192бб2 кл.

G 08 с 9/04, 19б3 г.

2. Авторское свидетельство № 339932, кл.

G 08 с 9/04, 19бЗ г. (прототип).

553535

6 4

У Ю 5 г риг 2

Составитель А. Милосердный

Текред В. Рыбакова Корректор И. Симкина

Редактор Н, Вирко

Тип. Харьк. фил. пред. сПатент»

Заказ 445/1143 Изд № 41 Тираж 1151 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по "елам изобоетенпй и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5