Бесконтактный преобразователь угла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1201.76 (21) 2315035/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 050977Бюллетень ¹ 33 (45) Дата опубликования описания 2%1077

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 571857 (5l) М. Кл.х

Н 02 К 24/00

Говудоротооооыв воавтот

Соовто Мвнвотров CCCP во" доном ваовротонвв в отврытв1 (53) УДК,621. 314. 214 (088. 8) Pg) Авторы изобретения

M. И. Смирнов, И. A. Бережнова и Ю. П. Перфильев (71) Заявитель (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для преобразованця угла поворота вала в последовательность импульсов, число которых пропорцио- 5 нально углу поворота.

Известны индукционные преобразователи угла поворота вала в последовательность электрических импульсов, т0 число которых пропорционально углу поворота. Известные преобразователи содержат статор и ротор, выполненные шихтованными из пластин магнитомягкого материала. Ротор по внешней образующей снабжен зубцами. Статор выполнен с явно выраженными полюсами. На восьми полюсах статора выполнены зубцы, аналогичные ротору. Шаг зубцов соседних полюсов смещен на 1/2 зубцового деле- 20 ния. На двух взаимно противоположных полюсах статора (без зубцов) расположены обмотки возбуждения, соединенные между собой последовательно-согласно, а на остальных полюсах статора раэме-, ?5 щены обмотки считывания, соединенные через одну последовательно-встречно (1) .

Известны также преобразователи угла, магнитопроводы статора и ротора которых выполнены шихтован .:..тн, не- 80 сущими обмотки с различными числами пар полюсов (2 1.

Известные преобразователи имеют низкую точность преобразования информации иэ-за наличия технологических погрешностей и эксцентриситета. Pasрешающая способность известных преобразователей также невелика и определяется величиной зубца, которую в шихтованных магнитопроводах не удается выполнить достаточно малой.

Кроме того, известен преобразователь угол-код, который содержит статор с обмотками возбуждения и считывания, магнитопровод которого выполнен в виде П-образных ферромагнитных пластин, и безобмоточный ротор, магни топровод которого выполнен в виде прямоугольных пластин (3).

Данное устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

В таком преобразователе технологические погрешности изготовления отдельных элементов оказывают влияние на точность преобразования угла в электрический сигнал . Это объясняется тем, что отдельные пластины магнито.провода статора сгруппированы в полюса, на которых размещены считызающие

57 обмотки, и поэтому одновременно в формиров анин выходного сит нала преобразователя участвует ограниченное число пластин магнитопровода ротора, Кроме того, дискретное расположение полюсов статора исключает возможность использования эффекта кругового осреднения пограаностей ° Поэтому большое влияние на точность преобразования оказывает эксцентриситет ротора относительно статора.

Целью и зобрет ени я является повышение точности преобразования.

Это достигается тем, что в бесконтактном преобразователе, содержащем статор с обмотками считывания и возбуждения, магнитопровод которого выполнен в виде П-образных ферромагнитных пластин, ротор, магнитопровод которого выполнен в виде прямоугольных пластин, ферромагнитные пластины ротора и статора уложены равномерно по окружности, причем на статоре плас10

15 тины выполнены различной высоты, расположены в чередующейся последовности с шагом, равным 1,5 T, a каждая из

25 указ ан ных обмоток составлена и э двух концентрических секций, одна из которых охвачена всеми П-образными пластинами статора, а другая — пластинами большей высоты, где 1р — шаг пластин ротора.

На фиг. 1 изображен бесконтактный преобразователь угла; на фиг. 2 — сечение по A-А на фиг. 1.

Преобразователь угла содержит ста- 35 тор 1 и ротор 2, Ротор представляет собой кольцевую конструкцию из немагнитного материала, по наружной образующей которого равномерно с заданным шагом расположены пластины маг- 40 нитопровода из ферромагнитного материала 3. Статор также выполнен кольцевым иэ немагнитного материала, по внутренней образующей которого равномерно с шагом, равным 1,5 Тр, где Т> шаг пластин ротора, расположены П-образные пластины 4 и 5, выполненные из ферромагнитного материала.

Пластины 4 и 5 магнитопровода статора выполйены разной длины и расположены в чередующейся последовательности.

Обмотки возбуждения 6 и считывания 7 имеют кольцевую форму и расположены концентрично оси вращения ротора и каждая из них составлена иэ двух секций. Одна секция каждой обмотки охвачена пластинами 4 и 5, а другая секция обмоток охвачена только пластинами 5, имеющими большую высоту.

Преобразователь угла представляет бО собой трансформаторное устройство с переменным коэффициентом трансформации. Козф;ициент трансформации может изменяться от некоторой минимальной до некоторой максимальной величины в 65 зависимости от взаимного положения магнитопровода ротора и статора.

Магнитный поток, возникающий в trpeобраэователе при питании обмоток возбуждения током переменной частоты, распределяется по пластинам магнитопровода пропорционально проводимостям магнитной цепи.

Так как шаг пластин ротора в полтора раза меньше шага пластин статора, то при совпадении пластин ротора, например, с короткими пластинами 4 статора, пластины 5 статора находятся в середине промежутка между пластинами ротора. При этом проводимость магнитной цепи: ротор-пластины 4 — максимальна, и ЭДС, наведенная в секции обмотки считывания, проходящей через эти пластины, максимальна. Проводимость магнитной цепи: ротор-пластины 5 — минимальна, и ЭДС, наведенная в секции обмотки считывания,охваченной пластинами 5, минимальна.

Так как секции обмотки считывания включены последовательно встречно, на выходе преобразователя появляется сигнал, величина которого равна разности

ЭДС,, наведенных в секциях обмотки считывания.

При повороте ротора на 1/4 шага от предыдущего положения проводимости магнитных цепей будут одинаковы, ЭДС наведенные в каждой обмотке считывания, равны, и суммарное напряжение выходного сигнала будет равно нулю.

Таким образом, при вращении ротора в обмотке считывания преобразователя наводится ЭДС, периодически изменяющаяся от нуля до максимального значения 2ц раэ эа один оборот ротора, где и — число пластин ротора. Сигнал на выходе преобразователя имеет вид балансно-модулированных колебаний с несущей частотой, равной частоте возбуждения преобразователя, и с огибающей частотой, пропорциональной произведению скорости вращения Ротора на число его зубцов. Огибающая выходного сигнала изменяется по закону синуса от угла поворота ротора относительно статора. вследствие эффекта кругового осреднения погрешностей снижено влияние технологических погрешностей изготовления отдельных деталей и эксцентрисутета ротора относительно статора на точность преобразования угла поворота вала в электрический сигнал, что, в свою очередь, приводит к повышению точности преобразования и разрешающей способности устройства.

Формула изобретения

Бесконтактный преобразователь угла, содержащий статор с обмотками воэбуж57 1657 ческих секций, одна из которых охвачена всеми П-образными пластинами статора, а другая — пластинами большей вы о ты, где 7> — шаг пласин ротора.

Составитель Л.устинкина

Техред М.Пупа Корректор И 1 ок си

Редактор В.фельдман

Тираж 917 Подписное

ЦПИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3042/37

Филиал llllll Патент, г. Ъ жгсрод, ул. Проектная, 4 дения и считывания, магнито, ровод которого выполнен в виде П-образных ферромагнитных пластин, и безобматочный ротор, магнитопровод которого выполнен в виде прямоугольных ферромагнитных 6 пластин, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, ферромагнитные пластины ротора и статора размещены по окружности равномерно, причем на статоре пластины выполнены различной высоты, расположены в чередующейся последовательности с шагом, равным 1„57> а каждая из указанных обмоток составлена из двух концеитрн15

Ист вниман

1. кл. G

2, кл. Н

3. кл. C очники информации, принятые во ие при экспертизе:

Авторское свидетельство М 222202, 08 С 9/04, 1968.

Авторское свидетельство Ю 304663, 02 К 24/00, 1971.

Авторское свидетельство М 309386, 08 С 9/04, 1971.