Преобразователь углового положения вала в фазу

Преобразователь углового положения вала в фазу

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1.ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ВАЛА В ФАЗУ, содержащий зубчатые безобмоточные модуляторы статора и ротора, жестко соединенные с ротором встроенного обращенного электродвигателя, неподвижный зубчатый статор, связанный магнитно через модулятор статора с измерительной обмоткой статора, укрепленный на входном валу зубчатый ротор, связанный магнитно через модулятор ротора с неподвижной измерительной обмоткой ротора, статор и ротор выполнены с внутренними зубцами, модулятор статора и модулятор ротора выполнены с внешними зубцами .и установлены внутри статора и ротора , измерительные обмотки статора и ротора являются-выходами точного отсчета преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона однозначного отсчета, в него введены маркерный элемент статора и маркерный элемент ротора, выходы которых являются выходами грубого отсчета преобразователя. 2. Преобразователь по п. 1, (Я отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности,, маркерный элемент ротора выполнен в В1зде неподвижного укрепленного на. корпусе кольцевого магнитопровода с канавкой, в которую уложена кольцевая обмотка, на модуляторе устасо новлен постоянный.магнит,а на немаг-нитном стакане ротора установлены to ферромагнитные вставки, связанные о магнитно с постоянным магнитом и со неподвижным кольцевым магнитопроводом .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU, 1091203 А

Зао С 08 С 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ у

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ротора с неподвижной измерительной обмоткой ротора, статор и ротор выполнены с внутренними зубцами, модулятор статора и модулятор ротора выполнены с внешними зубцами .и установлены внутри статора и ротора, измерительные обмотки статора и ротора являются. выходами точного отсчета преобразователя, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона однозначного отсчета, в него введены маркерный элемент статора и маркерный элемент ротора, выходы которых являются выходами грубого отсчета преобразователя.

2. Преобразователь по п. 1, о т и и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения его надежности,, маркерный элемент ротора выполнен в виде неподвижного укрепленного на . корпусе кольцевого магнитопровода с канавкой, в которую уложена кольцевая обмотка, на модуляторе установлен постоянный. магнит,à íà немаг-. нитном стакане ротора установлены ферромагнитные вставки, связанные магнитно с постоянным магнитом и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ЧО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ТНРЫТИЙ, 21) 3541391/18-24

,22) 13. 01. 83 (46) 07.05.84. Бюл. Ф 17

{72) P.М.Адамян, А.Г.Вирабян, Г.И.Гуров, Б.А.Делекторский, Э.В.Казарян, Э.О.Мовсесян, В.Б.Никаноров, С.Т.Саркисян и В.К.Щукин (53) 681.325 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 503268, кл. G 08 С 9/00, 1973.

2. Электромеханические преобразователи угла с электрической редукцией. Под ред. А.Ахметжанова.

И., "Энергия", 1978, с..169, рис.5-6.

3. Авторское свидетельство СССР !! 339932, кл. G 08 С 9/04, 1963 (прототип). (54) (57) 1.ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО

ПОЛОЖЕНИЯ ВАЛА В ФАЗУ, содержащий зубчатые безобмоточные модуляторы статора и ротора, жестко соединенные с ротором встроенного обращенного электродвигателя, неподвижный зубчатый статор, связанный магнитно через модулятор статора с измеритель- ной обмоткой статора, укрепленный на входном валу зубчатый ротор, связанный магнитно через модулятор неподвижным кольцевым магнитопрово" дом.

1 1091203 2

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи источников информации с цифровым вычислитель ным устройством.

Известны фаэовые преобразователи угловых перемещений, содержащие электродвигатель, модулятор, подвижный и неподвижный зубчатые магнитопроводы и измерительные обмотки, подключенные к входам измерительной схемы обработки сигналов.

Благодаря точу, что в создании выходных сигналов участвуют одновре15 менно все элементы модулятора и магнитопроцодов, в сигналах происходит усреднение ошибок изготовления, чем и объясняется высокая точность преобразования (1 ;

Однако вследствие цикличности преобразования такие устройства не позволяют однозначно измерять углы поворота валов во всем диапазоне 0Известен также двухотсчетный фа25 зовый преобразователь углового положения вала, содержащий корпус, синхронный электродвигатель с блоком питания для привода модулятора,„измери тельный блок с кварцевым задающим генератором, соединенный с обмотка1 ми "î÷êîãî и грубого отсчета с магнитопроводами, систему экранирования и модулятор на опорах, снабженный двумя безобмоточными магнитопроводящими зубчатыми элементами, установленными в 35 электромагнитном взаимодействии с подвижными неподвижным зубчатыми венцами и обмотками точного отсчета.На модуля" торе размещены также два маркерных элемента, установленных во взаимодействии с обмотками грубого отсчета, Подвижный зубчатый венец при этом связан с входным валом, размещенным на опорах, а ротор электродвигателя установлен на модуляторе i 2j.

Я5

Недостатками данного преобразователя являются низкая надежность, обусловленная тем, что одни из обмоток точного и грубого отсчета оказываются подвижными и для подключения 50 их к измерительной схеме требуются гибкие токоподводы, большие габаригы и вес из-за нерационального использования объема, в основном занятого массивным ротором электродвигателя и статором большого диаметра.

Наиболее близким к предлагаемому, является преобразователь углового положения вала в фазу, содержащий зубчатые оезобмоточные модуляторы статора и ротора, жестко соединенные с ротором встроенного обращенного электродвигателя, неподвижный зубчатый статор, связанный магнитно через модулятор статора с измерительной обмоткой статора, укрепленный на входном валу зубчатый ротор, связанный магнитно через модулятор ротора с неподвижной измерительной обмоткой ротора, статор и ротор выполнены с внутренними зубцами, модуляторы статора и ротора выполнены с внешними зубцами и установлены внутри статора и ротора, а измерительные обмотки последних являются выходами преобразователя ГЭ 3.

Недостатком известного преобразо вателя является малый диапазон однозначного отсчета, ограниченный полюсным делением.

Цель изобретения — расширение диа назона однозначного отсчета преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь углового положения вала в фазу, содержащий зубчатые безобмоточные модуляторы статора и ротора, жестко соединенные с ротором встроенного обращенного электродвигателя, неподвижный зубчатый статор, связанный магнитно через модулятор статора с измерительной обмоткой статора, укрепленный на входном валу зубча- -. тый ротор, связанный магнитно через модулятор ротора с неподвижной измерительной обмоткой ротора, статор и ротор выполнены с внутренними зуб-. цами, модулятор статора и модуля-.ор ротора выполнены с внешними зубцами и установлены внутри статора и ротора,,а измерительные обмотки статора и ротора являются выходами точного отсчета преобразователя, введены маркерный элемент статора и маркерный элемент ротора, выходы которых являются выходами грубого отсчета преобразователя.

Иаркерный элемент ротора выполнен в виде неподвижного укрепленного на корпусе кольцевого магнитопровода с канавкой, в которую уложена кольцевая обмотка, на модуляторе установлен постоянный магнит, а на немагнитном стакане ротора уг1091203 тановлены ферромагнитные вставки, связанные магнитно с постоянным магнитом и неподвижным кольцевым магнитопроводом.

На чертеже схематично изображен преобразователь

На контролируемом входном валу 1 укреплен немагнитный стакан 2 ротора, несущий подвижный зубчатый ро!

О тор 3. Безобмоточный магнитопроводящий зубчатый модулятор 4 ротора соединен с ротором 5 встроенного модулирующего синхронного двигателя, например гистерезисного, выполненного обращенным и содержащего статор 6, зак15 репленный на полой ступице 7 корпуса 8.

Кольцевой постоянный магнит 9 с осевой намагниченностью установлен либо на корпусе 8, если корпус выпол20 нен иэ немагнитного материала, либо на зубчатом модуляторе 4 ротора. В этом случае корпус 8 выполнен из магнитопроводящего материала и выполняет роль экрана. При немагнитном корпусе 8 постоянный магнит 9 вместе с дисками 10 и 11, подвижным зубчатым ротором 3 и зубчатым модулятором 4 ротора образуют магнитную цепь вокруг кольцевой неподвижной измерительной обмотки 12 ротора.

Другая измерительная обмотка 13 статора окружена магнитопроводом, состоящим из кольцевого постоянного магнита 14 с осевой намагниченностью,35 диска 15, неподвижного зубчатого статора 16 и второго беэобмоточного зубчатого модулятора 17 статора. На статоре 16 и модуляторе 17 статора нарезано столько же зубцов, как и на роторе 3 и модуляторе 4 ротора. Ротор 5 электродвигателя укреплен на стакане 18, на внешней поверхности которого размещены безобмоточные модулятор 4 ротора, модулятор 17 ста- 45 тора и постоянные магниты 19 с осевой намагниченностью маркерных элементов статора и ротора. На корпусе 8 преобразователя закреплены П-образный магнитопровод 20 с сосредоточенной 50 обмоткой 21 маркерного элемента статора и кольцевой магнитопровод 22

П-образного сечения с кольцевой обмоткой 23 маркерного элемента ротора. На стакане 2 закреплены две фер 55 ромагнитные вставки 24, расположенные напротив выступов магнитопровода 22 и зубцов модулятора 4 роторОбмотки l2 и l3 могут быть подключены к блоку 25 точного отсчета измерительного блока 26, а обмотки 21 и 23 — g блоку 24 грубого отсчета.

Обмотки l2 и 13 закреплены на корпусе 8 преобразователя неподвижно.

Для исключения паразитных электромагнитных связей между полями рассеяния двигателя и магнитных цепей преобразователя на стакане 18 имеются электропроводные немагнитные 27 и магнитные 28 экранирующие слои, охватывающие ротор 5 электродвигателя. Один из крайних немагнитных слоев 27 обращен к ротору 5, а другой — к безобмоточным модуляторам 4 и 17 и к постоянным магнитам 19 Это предотвращает паразитную амплитудную модуляцию сигналов на выходах измерительного блока 26, которая может. привести к погрешностям как в блоке 25 точного, так и в блоке 24 грубого отсчета.

Для исключения влияния нестабильности частоты кварцевого генератора 29 на цену младшего разряда выходного кода измерительного блока 26 частота напряжения на выходах блока 30 питания электродвигателя задается кварцевым генератором 29 измерительного блока 26.

Для экранировки преобразователя от внешних полей корпус 8 может быть выполнен из магнитомягкого материала.

При вращении двигателя, а следовательно, и зубчатого модулятора 4 ротора, происходит модуляция магнитного потока и на обмотке 12 индуктируется ЭДС, частота которой прямо пропорциональна числу зубцов z ротора 3, модулятора 4 ротора и ско-. рости и .вращения последнего:

f = n-z.

Поворот входного вала 1 с подвижным ротором 3 приводит к изменению фазы в этой ЭДС на величину 2Л при повороте на 1/z часть оборота. ,При вращении ротора 5 двигателя и зубчатого модулятора 17 статора в обмотке 13 возникает ЭДС этой же частоты f,÷òî и в обмотке 12, с постоянной и не зависящей от поворота вала 1 фазой.

При вращении ротора 5 двигателя и постоянных магнитов !9 в обмот»ке 21 за каждый оборот возникает один короткий импульс ЭДС, фаза ко"

109 1 203 щегося магниТа 19 (на чертеже приведен момент, когда магниты 19 оказались совмещенными соответственно с вставками 24 и магнитопроводом 20).

Введение маркерных элементов ротора и статора расширяет диапазон однозначного отсчета угла с Ю/z до

2л, а выполнение маркерного.элемен<а ротора с неподвижной кольцевой обмоткой повышает его надежность.

Составитель A.Смирнов

Техред И„Кузьма Корректор A.Òÿñêî

Редактор T.Èåðìåëøòåéí

Подписное

Заказ 3084/47 Тираж 569

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, >И-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород„ ул, Проектная, 4 топого постоянна. В обмотке 23 при этом также возникают короткие импульсы ЭДС, следующие с частотой вращения магнита 19, однако сдвинутые относительно импульсов обмотки 21 на 5 угол, равный углу поворота контролируемого вала I, так как фаза этих импульсов определяется моментом совмещения плоскости вставок 24, поворачивающихся вместе с контролируемым валом 1, с плоскостью вращаюg

f1

Ь

Ж

М