Датчик угла поворота вала

Датчик угла поворота вала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИТИЛЬСТВУ

<>808850 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 25. 05. 79 (21) 2773570/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 280231, Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 28. 02. 81

<51) М. Кл.

G OI D 5/22

G 08 С 9/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. .325(088.8) %

Ю.А. Колосов, A.Н. Корогодский и А.A. К ивов

I " 4А

Научно-исследовательский и экспернментальнйЛ йнстытуг автомобильного электрооборудования и автоприборов (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) ДАТЧИК УГЛА IIOBOPOTA BMIA

Изобретение относится к электротехнике, в частности, может быть использовано в системах автоматического управления, требующих получения информации об угле поворота вала в аналоговой и цифровой форме.

Известен высокочастотный датчик угловых перемещений, содержащий диэлектрический статор с двухфазной

f0 обмоткой рамочного типа и однофазной кольцевой обмоткой, ротор, выполненный в виде пар ферромагнитных и немагнитных металлических секторов цилиндра g1J.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является датчик угла поворота .вала, содержащий неподвижный статор с обмоткой, который состоит их двух подковообразных диаметрально расположенных секций, ротор,, выполненный в виде размещенного возле периметра обмотки

Ш-образного ферромагнитного полукольца и, тем самым охватывающего все части обмотки P2 ).

К недостаткам этого датчика следует отнести невысокую точность измерения угла из-за невозможности получения сигнала равного нулю на концах обмотки датчика в начальном по- З0 ложении ротора и невозможность увели чения выходного напряжения датчика выше напряжения питания.

Цель изобретения — повышение точности датчика путем исключения сигнала в начальном (нулевом) положении ротора, а также увеличение выходного напряжения датчика.

Поставленная цель достигается тем, что в датчик угла поворота вала, содержащий статор с обмоткой, состоящей из двух секций, первая часть которых выполнена в виде полукольца, расположена по окружности паза ферромагнитного ротора в.виде полукольца, введена обмотка возбуждения, которая расположена между частями секций ферромагнитного ротора, вторая часть секций расположена по диаметру окружности вне паза ферромагнитного ротора, начало первой секции обмотки статора соединено с началом второй секции обмотки статора, а конец первой и конец второй секций обмотки статора соединены с . вйходом датчика угла поворота.

На чертеже изображена конструкция предлагаемого датчика

Датчик угла поворота содержит неподвижный статор с обмоткой в виде

8 0 8 8 г> 0 двух диаметрально расположенных секций 1 и 2, имеющих одинаковое число витков, ротор 3 и кольцевую обмотку

4 возбуждения.

Секции 1 и 2 расположены соос«о с обмоткой 4 возбуждения.

Ротор 3 выполнен в виде ферромагнитного полукольца П-образного сечения. Кольцевая обмотка 4 возбуждения и полукольца обмотки статора находятся в пазу ротора, причем эти полукольца располагаются в глубине па— за, у его основания. Лобовые (оставшиеся ) части секций 1 и 2 выведены из паза под прямым углом к плоскости обмотки и проходят вдоль диаметра датчика.

Датчик работает следующим образом.

При возбуждении кольцевой обмотки 4 возбуждения однополярными импульсами в секциях 1 и 2 возникает

ЭДС. При равномерном перекрытии П-об разным ротором 3 полуколец секций

1 и 2, расположенных в основании паза ротора 3 под кольцевой обмоткой

4 потокосцепление, а, следовательно и наводимые ЭДС в секциях 1 и 2 одинаковы. Это положение ротора

3 является нулевым. Магнитный поток кольцевой обмотки 4 возбуждения замыкается по П-образному ротору, охватывая полукольца секций 1 и 2, причем он не связан с теми частями об-, мотки секций 1 и 2, лобовые части которых находятся вне ротора и прох< )дят вдоль диаметра датчика. При этом постоянная составляющая в секциях 1 и 2 обмотки отсутствует, что обеспечивает исключение сигнала в нулевом положении П-образного ротора 3.

При повороте ротора 3 датчика, соединенного с валом, т.е. при измерении угла поворота вала, потокосцепление, а следовательно и ЭДС одной секции возрастает, а другой убывает. На выходе датчика появляется сигнал, пропорциональный углу поворота вала относительно нулевого положения, причем на секциях 1 и

2 обмотки статора возможно получение выходного напряжения выше чем напряжение питания кольцевой обмотки 4 за счет разности витков этих обмоток. Повышение выходного напряжения датчика способствует и расположение лобовых (оставшихся) частей секций 1 и 2 вне ротора на расстоянии, обеспечивающим исключение влияния паразитной связи. Паразитная связь закл)очается в наведении в оставшихся частях секций ЭДС противоположного знака по сравнению с ЭДС ()полезным <.:ивHcl>IQM) в полукольцах

ce)

Указанные изменения ЭДС в обмотках от угла поворота ротора происходят ))o линейному закону.

Датчик обеспечивает измерение угла в диапазоне близком к 90оС с

)5 высокой точностью и практически не чувствит лен к осевым и радиальным технологическим смещениям ротора.

Введение обмотки возбуждения и ее расположение,)ад;)олукольцами секций, расположеl) нь)х в глубине ротора, позволило решить вопрос о питании датчика от однополярного источника и исключении сигнала в нулевом положении ротора, а также вопрос о повышении точности датчика.

Конструкция датчика проста и технологична, что дает возможность его изготовления в условиях массово

ro производства.

Формула изобретения

Датчик угла поворота вала, содержащий статор с обмоткой, состоящей из двух секций, первая часть которых выполнена в виде полукольца, первые части секций расположены по окружности в пазе ферромагнитного ротора, выполненного в виде полукольЩ ца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности датчика, в него введена обмотка возбуждения, которая расположена соосно первым частям секций в пазе ферромагнитного ротора, вторая часть секций расположена по диаметру окружности вне паза ферромагнитного ротора, начало первой секции обмотки статора соединено с началом второй секции обмотки статора, а конец первой и конец второй секций обмотки статора соединены с выходом датчика угла поворота.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 374648, кл. G 08 С 9/04,,01.01.70

2. Авторское свидетельство СССР

9 661238 кл. G 08 C 9/04, 1977 (прототип).

808850

Составитель И. Назаркина

Редактор М. Кузнецова Тех ед С.Мигунова Корректор М.

Заказ 393 42 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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