Поворотный трансформаторныйпреобразователь

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

О0 ИСАЫИЕ

ИЗОБРЕТЕЫ ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„„815774 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.06.79 (21) 2779794/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5l) Ч V,a 3

Н 01 F 21/08

Государственный комитет по делан изобретений и открытий

Опубликовано 23.03.81. Бюллетень ¹ 11

Дата опубликования описания 28.03.81 (53) УДК 621.314..232 (088.8) (72) Автор изобретения

В. В. Пи наев (71) Заявитель (54) ПОВОРОТНЫЙ ТРАНСФОРМАТОРНЪ|И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулировочным трансформаторам с изменением магнитной проницаемости сердечника.

Известны дифференциальные трансформаторные датчики (поворотные трансформаторы), служащие для измерения и преобразования угловых перемещений. Конструкция такого поворотного трансформатора состоит из Ш-образного магнитопровода, на котором расположены первичная и две вторичные обмотки и поворотного якоря.

Первичная обмотка питается переменным напряжением, а во вторичной, дифференциально включенньи, обмотках находится напряжение, являющееся функцией положения якоря (1).

Недостатком известного преобразователя является наличие радиальной силы магнитного взаимодействия якоря со статором, увеличивающей трение в опорах, а также ограниченный угол, например в поворотных устройствах с большим сроком службы, а также в устройствах, где трубуется за полный поворот якоря (на 360 ) получить большое количество импульсов выходного сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик импульсов, который осуществляет преобразование угла поворота подвижной части (до

360 ) в число электрических импульсов. Датчик состоит из статора с полюсами и ротора. На полюсах статора располагаются первичная обмотка возбуждения- и вторичные обмотк .t. При повороте ротора, вследствие изменения проводимости между полюсами статора и ротором, изменяется выходное напряжение (2).

Однако воздушные зазоры в магнитной цепи обмоток такого датчика снижают магнитный поток, возбуждаемый первичной обмоткой, что приводит к возрастанию ток» холостого хода, увеличению собственных потерь и снижению КПД. Этот недостаток сказывается, когда требуется поместить в зазор между якорем и статором герметичную мембрану для разделения полостей статора и ротора, т. е. в ряде герметичных устройств та кой датчик малоэффективен. Кроме того, в таких конструкциях датчиков применяются всыпные обмотки, что усложняет изготовление самого датчика.

815774

Цель изобретения — повышение КПД трансформаторного преобразователя и расширение области применения в герметичных условиях, получение возможности использовать каркасные обмотки.

Указанная цель достигается тем, что поворотный трансформаторный преобразователь, содержащий кольцевой статор, поворотный якорь, первичную и вторичную обмотки снабжен П-образными магнитопроводами, симметрично расположенными по окружности кольцевого статора и несущими первичную и вторичную обмотки, якорь выполнен в виде постоянного магнита, содержащего N пар полюсов, а статор выполнен с пазами, число которых равно числу полюсов якоря.

На фиг. 1 изображена конструкция поворотного трансформаторного преобразователя; на фиг. 2 — та же конструкция при другом положении якоря; на фиг. 3 — выходная характеристика трансформаторного преобразователя.

Поворотный трансформаторный преобразователь состоит из якоря 1, выполненного в виде цилиндрического четырехполюсного постоянного магнита, вращающегося в подшипниках корпуса (условно не показан), к которому крепится магнитопроводящий статор 2. К статору присоединены два П-образных магнитопровода 3, на которых располагаются первичные 4 и вторичные 5 обмотки. В статоре имеются пазы А для создания участков Б, насыщаемых потоком постоянного магнита.

Трансформаторный преобразователь работает следующим образом.

При подаче переменного электрического сигнала на первичные обмотки возникает переменный магнитный поток возбуждения

Ф, (фиг. 1), который замыкается по П-образным магнитопроводам и части статора, проходя через участки Б статора. При этом во вторичных обмотках находится выходной электрический сигнал. При положении якоря, когда пазы статора А располагаются между разноименными полюсами постоянного магнита (фиг. 1), поток постоянного магнита Ф„, выходя из северных полюсов (Х), разветвляется на ветви, которые проходя по телу статора (в том числе и через участки Б), а также через П-образные магнитопроводы и замыкаются на южные полюса магнита (S). При-этом, магнитный поток постоянного магнита насыщает сечение Б статора и сечения П-образных магнитопроводов, по которым происходит замыкание магнитного потока Ф, первичных обмоток. В результате поток Ф,„ уменьшается до минимума и также до минимума уменьшается наводимый во вторичных обмотках электрический сигнал.

При повороте якоря (по направлению стрелки В) на 45 полюса постоянного магнита занимают положение против пазов А статора (фиг. 2). При этом ветви магнит5

15 го

25 зо

35 ного потока Ф„в постоянного магнита, выходя из северных полюсов (N), замыкаются по телу статора на южные полюса (S), не насыщая участки Б статора и сечения П-образных магнитопроводов. Переменный магнитный поток Ф „, создаваемый первичными обмотками, свободно проходит по П-образным магнитопроводам и телу статора, и во вторичных обмотках наводится полный выходной сигнал.

Характер изменения выходного напряжения (А„(действующего значения) в функции угла поворота L показан на фиг. 3.

В представленном варианте конструкции за полный поворот якоря на 360 во вторичной обмотке будет наводиться четыре импульса выходного сигнала.

Предлагаемая конструкция поворотного трансформаторного преобразователя позволяет исключить из магнитной цепи обмоток воздушные зазоры и, следоватьно, уменьшить ток холостого хода, уменьшить собственные потери, повысить КПД. Такой трансформаторный преобразователь может быть использован не только как датчик положе.ния, но и как бесконтактный выключатель напряжения. Так как через воздушные зазоры между якорем и статором замыкаются только магнитные потоки постоянного магнита, эти зазоры могут быть увеличены до размеров определяемых коэрцитивной силой постоянного магнита. При этом в них может быть размещена. герметичная мембрана для разделения полостей якоря и статора. Такое решение требуется, например, когда необходимо получать информацию о работе привода какого-либо устройства в невоздушной среде, с давлениями, отличающимися от атмосферного, так как обмотки предлагаемого трансформаторного преобразователя располагаются на отдельных П-образных магнитопроводах, это позволяет от казаться от высших обмоток и применить каркасные катушки, что значительно упрощает изготовление преобразователя.

Формула изобретения

Поворотный трансформаторный преобрЛзователь, содержащий кольцевой статор, поворотный якорь, первичную и вторичную обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и расширения функциональных возможностей, снабжен П-образными магнитопроводами, симметрично расположенными по окружности кольцевого статора и несущими первичную и вторичную обмотки, якорь выполнен в виде постоянного магнита, содержащего N ар полюсов, а статор выполнен с пазами, число которых равно числу полюсов якоря.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ступель Ф. А. Электромеханические датчики и преобразователи неэлектрических величин, «Энергия», 1965, с. 18, рис. 1 — 8.

2. Детали и узлы гироскопических приборов, «Машиностроение», 1975, с. 146.

815774

Йых

Составитель В..г!исин

Редактор Г. Волкова Техред А. Бойкас Коррсктор Г. Назарова

Заказ 664/82 Тираж 73 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Поворотный трансформаторныйпреобразователь Поворотный трансформаторныйпреобразователь Поворотный трансформаторныйпреобразователь Поворотный трансформаторныйпреобразователь 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, а именно к области трансформаторостроения, и может быть использовано в устройствах, использующих одновременно трансформатор и дроссель, например в автономных инверторах

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим реакторам, и может быть использовано для мощных шунтирующих реакторов с регулируемой реактивной мощностью, устанавливаемых, например, в линиях электропередач для компенсации реактивной мощности

Изобретение относится к электротехнике и электроснабжению населенных пунктов и предприятий, электропитанию отдельных потребителей, общему трансформаторостроению

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических реакторах с ферромагнитным магнитопроводом из электротехнической стали различного предназначения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных устройствах для плавного регулирования рабочего магнитного потока, создаваемого магнитной системой с электромагнитами

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электрических управляемых подмагничиванием реакторов, устанавливаемых, например, в качестве дугогасящих реакторов в сетях с изолированной нейтралью, для компенсации реактивной мощности и др

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электрических реакторов, устанавливаемых в электрической сети в качестве нерегулируемой индуктивности, например, для компенсации реактивной мощности, в различных электротехнических схемах и устройствах

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических схемах управления и автоматики

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве встраиваемого узла как средство быстрого немеханического прерывания магнитных потоков в магнитопроводах трансформаторов, электродвигателей, электрогенераторов и других устройств
Наверх