Поворотный трансформаторный преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 250779 (21) 2802795/24-07 (5 )

Н 01 F 21/08 с присоединением заявки Мо

f23) Приоритет

Государственный комитет

ССС P по делам изобретений н открытий

Опубликовано 1508.81, Б оллетеиь h5 30

Дата опубликования описания 150881 (53) УДК 621.314. .236 (088.8) (72) Автор иэобретен й1

В. В. Пинаев (71) Заявитель (5 4 ) ПОВОРОТ НЫИ ТРАНСФОРМАТОР НЫЙ 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-образ.ного магнитопровода, на котором расположены первичная и две вторичные обмотки, и поворотного якоря. Первичная обмотка питается переменным напряжением, а во вторичных дифференциаль- > но включенных обмотках наводится напряжвнне, являющееся функцией положения якоря(1).

Недостатком этого поворотного 20 трансформатора является наличие радиальной силы магнитного взаичодейстBHH якоря со статором, увелкчивакщей трение в опорах, а также ограниченный угол поворота. Это не позволяет применить его в ряде устройств, например в поворотных устройствах с большим сроком службы, а также в устройствах, где требуется эа полный поворот якоря { на 360о) получать боль- 30 шое количество импульсов выходного сигнала, Наиболее близким по технической сущности решением к изобретению 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 обмотки. При повороте ротора вследствие изменения проводимости между полюсами статора и ротором изменяется выходное напряжение 2 .

В известном устройстве воздушные зазоры в магнитной цепи обмоток увеличивают сопротивление магнитному потоку, возбуждаемому первичной обмоткой, что приводит к снижению КПД.

Кроме того, в ряде устройств требуется, чтобы трансформаторный преобразователь создавал дополнительно фиксирующий момент при отключении управляющего сигнала, например при использовании его в качестве выключателя или при совместной работе его с пассивным шаговым двигателем, ие имекщем собственного фиксирунхдего мо855751 мента. Известный датчик этой функции выполнять не может, Цель изобретения — повышение КПД и расширение функциональных воэможностей путем получения фиксирующего якорь момента.

Указанная цель достигается тем,что в поворотном трансформаторном преобразователе, содержащем корпус, поворотный якорь, статор, первичную и вторичную обмотки, якорь выполнен в виде постоянного магнита, имеющего целое число пар разноименных полюсов, статор выполнен в виде двух магнитопроводящих замкнутых колец с полюсными наконечниками, при этом полюсные наконечники одного кольца- расположе- 15 ны в промежутках между полюсными наконечниками другого кольца, первичная и вторичная обмотки расположены на кольцах, полюса постоянного магнита расположены против полюсных 2О наконечников колец с зазором, в промежутках между полюсами постоянногомагнита установлены с зазором экранирующие магнитопроводящие пластины.

На фиг. 1 изображен вариант конструкции предлагаемого поворотного трансформаторного преобразователя, на фиг.2 т разрез A-А на фиг. 1; на фиг. 3 — выходная характеристика трансформаторного греобразователя.

Конструкция предлагаемого поворотного трансформаторного преобразователя состоит иэ якоря 1, выполненного в виде двухполюсного постоянного маг-. нита, вращающегося в подшипниках корпуса (не показан), к которому крепятся два магнитопроводящих статора

2 и 3, выполненных в виде колец, на которых имеются выступающие полюсные наконечники Б, С якорем соединены через немагнитные прокладки 4 4Р две экранирующие магнитопроводящие пластины 5. На кольцевых частях статора расположены равномерно распределенные по диаметру колец первичные 6 и вторичные 7 обмотки, 45

Поворотный трансформаторный преобразователь работает следующим образомм.

Первоначально постоянный магнит якоря расположен своими полюсами против полисных наконечников статора 2 фиг. 1). Иагнитный поток постоянного магнита 4>„ замыкается через полюсные наконечники статора 2 и через его кольцевую часть ° По кольцевой части статора 2 происходит также замыка- H ние магнитного потока Ф,„ первичной обмотки возбуждения, Сечения В кольцевых частей выбраны такими, что они насъщаются потоком постоянного магнита, т.е. кольцевая часть стато- g) ра 2 насыщена магнитным потоком постоянного магнита и во вторичной обмотке статора 2 наводится минимальное напряжение. При повороте якоря (например, в сторону стрелки Г1 постоя нный магнит выходит из магнитного зацепления с полюсами статора 2 и замыкается на полюсные наконечники статора 3. При этом кольцевая часть статора 2 освобождается от насыцения потоком постоянного магнита, который через полюсные наконечники статора 3 замыкается по кольцевой части статора 3, насыщая ее. Во вторичной обмотке статора 2 наводится максимальное выходное напряжение. Характер изменения выходного напряжения 0 (действующего значения) вторичной обмотки статора 2 в функции угла поворотами показан на фиг.3.

За полный поворот якоря (на 360 ) во вторичной обмотке статора 2 наводится четыре импульса напряжения, То же самое происходит и во вторичной обмотке статора 3. Экранирующие пластины 5 исключают влияние потоков рассеяния постоянного магнита.

Так как магнитная IIDoHolIHMocTb постоянного магнита при нахождении его полюсов против лолюсных наконечников статоров максимальна. а при нахождении его полюсов между полюсными Наконечниками минимальна, то возникает магнитное усилие, удерживающее якорь в положении, когда полюса магнита расположены против полюсных наконечг ников статоров. Величина усилия может регулироваться в некоторых пределах за счет изменения расстояния между полюсными наконечниками.

Предлагаемая конструкция поворотного трансформаторного преобразователя позволяет исключить из магнитной цепи обмоток воздушные зазоры, и следовательно, уменьшить потери, по" высить КПД преобразователя. 1

Формула из обретения

Поворотный трансформаторный преобразователь, содержащий корпус, поворотный якорь, статор, первичную и вторичную обмотки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыцения КПД и расширения функциональных возможностей путем получения фиксирующего якорь момента, якорь выполнен в виде постоянного магнита, имеющего целое число пар разноименных полюсов. статор выполнен в виде двух магнитопроводящих замкнутых колец с полюсными наконечниками, при этом полюсные наконечники одного кольца расположены в промежутках между полюс ными наконечниками другого кольца. первичная и вторичная обмотки расположены на кольцах, полюса постоянного магнита расположены против полюс. ных наконечников колец с зазором, в промежутках между полюсами постоянного магнита установлены с зазором экранирующие магнитопроводящие пластины.

855751

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Ступель Ф.А. Электромеханические датчики и преобразователи неэлектрических величин . "Энергия", 1965, с. 18, рис. 1 8 r.

2. Детали и узлы гигроскопических приборов. "Машиностроение", 1975, с. 146.

855751

Составитель В,Лисин

Техред A. Савка Корректор С.Шекмар

Редактор Л.Копецкая

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6937/74 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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