Индукционный фазовый преобразователь

Индукционный фазовый преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистических

Республин ((752426 (6l ) Дополннтельное к авт. свил-ву (51)М. Кл:

G 08 С 9/04 (22) Заявлено 01 12,75 (21) 2196601/24 —.07 с присоединением заявки,%

Государственный комитет (23) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.07.80. Бюллетень М 28

Дата опубликования описания 30.07.80 (53) УД К681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. А. Артюхов и М. П. Лусканов (7!) Заявитель (54) ИНДУКЦИОННЫЙ ФАЗОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к автоматике, телемеханике и вычислительной технике и может быть использовано в высокоточных системах передачи и кодирования угла поворота вала.

Параметрические датчики угла с электрической редукцией, содержащие ротор, статор и модулятор, приводимый во вращение от вспомогательного двигателя, являются в настоящее время одними из наиболее точных, Они могут тО быть основаны на различных физических принципах взаимодействия модулятора со статором (ротором), т.е. изменении емкости между зубцами модулятора и статора (ротора), индуктивности или взаимной индуктивности т5 обмоток.

Известен индукционный фазовый преобразователь, работающий по принципу изменения взаимной индуктивности многополюсных плоских печатных обмоток, нанесенных на торцовых поверхностях статора, ротора и модулятора. Обмотки модулятора питаются напряжением высокой частоты, и при вращении их электродвигателем наводят в обмотках ротора

2 и статора высокочастотные ЭДС, модулированные rо амплитуде с частотой

V=8 Р, rge F

Фаза огибающей ЭДС ротора при повороте его на угол изменяется относительно фазы огибающей ЭДС статора по закону Р=РФ .

Огибающие выделяются с помощью детекторов, и по их фазовому сдвигу судят об угле поворота ротора, сочлененного с измеряемым валом !1).

Однако максимальное число пар полюсов обмотки данного преобразователя ограничивается диаметром преобразователя и технологическими возможностями, т.е. предельной минимальной шириной проводников обмоток.

3 752426

Кроме того, нанесение значительного количеетва пар полюсов усложняет процесс производства, занимает много времени при нарезке проводников на делителъной машине и последующей ретуши обмоток (устранении заусенцов, вырывов и т.п.).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и получаемому результату являетея индукционный фазовый преобразователь, содержащий статор, ротор и модулятор rO с установленными на их активных поверхностях многополюсными обмоткамиМ.

Недостаток известного преобразователя заключаетея в невысокой точности преобразования.

Цель изобретения — повышение точности путем увеличения коэффициента редукции.

Поставленная цель достигается тем, что обмотки ротора и статора выполнены с одинаковым числом пар полюсов, обмотки модулятора,, статора и ротора выполнены с чиспом пар полюсов }а -" 4l N и .rr =h t N соответственно, первые частичные шаги обмоток статора, ротора и модулятора выполнены равными в соотношении

25 где — коэффициент электрической редукции предлагаемого преобразователя.

Относительный фазовый сдвиг огибающих высокочастотных ЭДС ротора и статора, выделенных с помощью детекторов 8 и 9, равенгде h =n N — число пар полюсов обмотки

1 статора (ротора);

0 = п, И вЂ” число пар полюсов обмотки модулятора, т 1 = 2, 3, 4....

M=4,5,6....

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя, на фиг. 2 — плоские печатнъ|е об35 мотки статора (ротора).

И щукционный фазовый преобразователь содержит статор 1, ротор 2, сопрягаемый с измеряемым валом, и модулятор 3, приводимый во вращение двигателем 4. Статор, ротор и

40 модулятор выполнены в виде дисков из изоляционного материала (например, стекла), на которых расположены плоские печатные многополюеные обмотки.

45 Р =с P

1 1) Обмотка 5 статора 1, а также обмотка рото-; ра 2 одинаковы, имеют каждая равное число пар полюсов и равномерно (т.е. не образуя отдельных грутш, секций) размещены по всей окружности дисков. Обмотка 6 на одной стороне диска модулятора 3, взаимодействующая с обмоткой 5 статора 1, а также обмотка на другой поверхности диска модулятора, взаимодействующая с обмоткой ротора 2, одинаковы, размещены равномерно и имеют каждая равное число пар полюсов.

Первый частичный шаг обмоток модулятора, статора и ротора, измеренный в радианах, одинаков и выполнен в соответствии с соотношением у(» ) (- д(1» )) где Г»,=0 N — число пар полюсов обмотки ротора (статора);

0 =И tel- число пар полюсов обмотки

1 1 модулятора;

tl — 2,3,4...., Й =4, S6,....

Обмотки модулятора 3 подключены к высокочастотному источнику 7 питания. Обмотки статора и ротора подключены соответственно к усилительно-детектирующим устройствам

8 и 9.

Преобразователь работает следующим образом.

Обмотки модулятора 3, вращаемого двигателем 4, питаются током высокой частоты от источника питания 7. В результате взаимодействия с обмотками модулятора в обмотках ротора и статора наводятся высокочастотные

ЭДС, модулированные по амплитуде частотой где Ch — угол поворота ротора 2, Таким образом, коэффициент Р электрической редукции предлагаемого преобразователя превосходит число пар полюсов взаимодействующих обмоток модулятора и статора (ротора). Число одновременно взаимодействующих витков определяется величиной N., Для обмоток, показанных на фиг. 2, 1) = 2 и И -"4, следовательно г1 =2 4 = 8,п =3 4 =12, 12-

Р= — - — = 24.

Если совместить центры дисков модулятора 3 и статора 1, то при врапцении обмоток 6 против часовой стрелки происходит взаимодействие четырех (поскольку Ю = 4) повторяющихся групп витков модулятора и статора.

Дпя объяснения принципа работы преобразователя достаточно рассмотреть одну такую группу, например, витки модулятора ф,,а2 и Oq, взаимодействующие с витками статора b иЬ .

Для первоначального относительного положения обмоток выходная ЭДС витка Ъ» образуется .за счет взаимоиндукции с витком а, модулятора. Затем, при вращении модулятора, в данной группе происходит взаимодействие витка

Cl с витком Ь, после чего виток ц взаимодействует с витком Ъ,75242

Таким образом, число взаимодействий превосходит максимальное число витков одного из участвующих в работе дисков, в данном примере — модуляторного, так как при повороте его на величину, равную угловому расстоя- S нию между витками, происходит два взаимодействия с витками статора. При этом первый частичный шаг витков обмоток модулятора и статора определяется соотношением полюсных расстояний обмоток, например, о

У У

9 где = — — полюсное расстояние обмотки

lip статора;

Н у = — — полюсное расстояние обмотки т ротора.

Предлагаемый преобразователь позволяет увеличить электрическую редукцию почти в два раза и повысить точность преобразования.

Формула изобретения

Индукционный фазовый преобразователь торцового типа, содержащий статор, ротор и расположенный между ними модулятор с установленными на их активных поверхностях многополюсными обмотками, о т л и ч э юшийся тем, что, с целью повышения точности путем увеличения коэффициента редукции, обмотки ротора и статора выполнены с одинаковым числом пар полюсов, числа пар полюсов обмоток ротора, статора и модулятора определяются соотношениями 1з =n Й

1 и И = и +, N< а первые частичные шаги обмоток ротора, статора и модулятора одинаковы и удовлетворяют соотношению

1 (., — — .,) l< i ia (- —, )I, где tl< — число пар полюсов обмоток ротора (статора);

tl — число пар полюсов обмотки модулятора;

0= 2,3,4...

И=4,5,6...

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 399895, кл. G 08 С 9/04, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР NÐ 343286, кл. G 08 С 9/04, 1968.

752426

Составитель В. Комаров

Техред, М.Петко

Редактор В. Романенко

Корректор Н. Григорук

Тираж 682 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4771/23

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