Преобразователь угол-напряжение
Патент 868338
Авторы
Классы МПК
Преобразователь угол-напряжение
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Соцнапистическнх
Республик
<>868338 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 30.0180 (21)2876383/18-28 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—
Опубликовано 300981. Бюллетень Hо 38
Дата опубликования описания 3Q09.81 (51)М. Кл.
G 01 В 7/30
С 01 О 5/20
Государствеииый комитет
СССР
Ао делам изобретений н открытия (5З) УАК 821. 317. .39:531.14 (088. 8) (71) Заявитель имски (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-НАПРЯЖЕНИЕ
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и автоматике, в частности к устройствам для преобразования углового перемещения в электрический сигнал, контроля или измерения угловых размеров, и может быть использовано в металлургической, химической, нефтехимической, атомной промышленностях и в ряде отраслей 0 машиностроения.
Известен индукционный бесконтактный преобразователь, содержащий кольцевой статор с выходной обмоткой и безобмоточный ротор с явновыраженным полюсом. Между статором и рото- . ром установлен стержневой магнитопровод с обмоткой возбуждения. Статор выполнен с одним пазом, в .которрм размещена кольцевая выходная обмотка, а полюс ротора расположен против торца статора (1 ).
Недостатками этого преобразователя являются низкая чувствительность за счет большого сопротивления воздуш- ного зазора, которое является постоянной величиной, не зависящей от угла поворота ротора, и за счет использования одинарной (недифференци" альной ) конСтрукции.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь угол-напряжение, содержащий статор с явновыраженным полюсом и с размещенной на нем обмоткой управления, секционированную рабочую обмотку, секции которой расположены по разные стороны от полюса статорз, и ротор с явновыраженным полюсом.
Секции рабочей обмотки преобразователя соединены последовательно-встречно. Преобразователь имеет широкий диапазон контролируемых угловых перемещений 2).
Недостатком этого преобразователя является малая чувствительность за счет большого влияния магнитного сопротивления воздушногО зазора, которое является постоянной величиной, не зависящей от угла поворота ротора.
Цель изобретения — повышение чувствительности при сохранении широкого диапазона угловых перемещений.
Поставленная цель достигается тем, что в статоре выполнены отверстия, оси которых, параллельны его продольной оси и симметрично расположены относительно его полюса, и сквозной винтовой паз, начало и конец которо868338 го размещены на торцовых частях потока Ф„„ л и Ф „ „, ответвляющих-. статора вблизи отверстий, а рабочая . ся, соответственно, в левую и правую обмотка выполнена четырехсекционной, части статора 1. Секции 8 и 11 рабодве секции которой намотаны на участ- чей обмотки пронизывают суммарный ки статора между его внутренней по- магнитный поток: секцию 8 — Ф с + верхностью и отверстиями, а две дру- 5 Ф „ „, секцию 11 C pa< + фухрер ° гие — между его внешней поверхностью секции 9 и 10 — раэностный; секцию и отверстиями. 9 — Ф рд — Ф пр л секцию 10
Кроме того, участки статора вок- ФЧ Р р руг отверстий выполнены из материала В нулевом положении полюса 5 ротос прямоугольной петлей гистерезиса.. о ра 4, при совпадении его оси с осью
На фиг. 1 представлен преобразова- полюса 2 статора 1, магнитные пото тель угол-напряжение; на фиг. 2 — ки.управления, запекающиеся по левой статор, общий вид; на фиг. 3 — раз- (Ф „) и правой(Ф gnat „) частям ставертка цилиндрической поверхности тора, равны, поэтому выходной сигстатора. нал преобразователя равен нулю.
Преобразователь угол-напряжение 15 Вследствие выполнения статора 1 содержит статор 1 с явновыраженным со сквозным пазом 12 по винтовой полисом 2, на котором размещена об- линии (фиг. 2) магнитные потоки упмотка 3 управления, и ротор 4 с яв- равления, разветвляющиеся в правую новыраженным полюсом 5. Статор 1 вы- и левую части статора относительно полнен с отверстиями 6 и 7, оси ко- 20 его полюса, проходят не через всю торых параллельны его продольной оси, площадь сечения воздушного зазора расположенными симметрично относитель- между статором 1 и полюсом 5 ротоно полюса 2 статора 1. На статоре 1 ра 4, а через ее часть (фиг. 3), размещена четырехсекционная рабочая так как магнитное сопротивление паобмотка, секции 8-11 которой располо- 25 эа 12 намного больше сопротивления жены по две 8, 9 и 10, 11 с разных магнитопровода. Магнитный поток сторон от полюса 2 статора 1. При управления, ответвляющийся в левую этом секции 8 и 10 охватывают участ-. часть статора относительно его ки статора 1 между -его внешней по- полюса, проходит через насыщаемяй верхностью,и отверстиями б и 7, а ®О участок 15 площади сечения воэдушсекции 9 и 11 — участки статора 1 меж- ного зазора между статором 1 и полюду его внутренней поверхностью и от- сом 5 ротора 4, а поток, ответвляюверстиями 6 и 7. щийся в правую часть статора, — чеСтатор 1 выполнен со сквозным вин- рез насыщаемый участок 16 площади товым пазом 12, начало и конец кото- сечения воздушного зазора. Магнитрого расположены на торцовых частях ное соПротивление воздушного зазора статора 1 вблизи отверстий 6 и 7. между полюсом 5 ротора 4 и статором
Насыщаемые участки 13 и 14 стато- 1 обратно пропорционально площади ра 1 возле отверстий 6 и 7 выполнены сечения, пронизываемой магнитным пов виде тороидов иэ быстронасыщающего.— током управления. ся магнитного материала, в частности, 40 . При повороте ротора 4, например, пермаллоя. При этом могут быть ис- влево, происходит увеличение площа.пользованы тороидальные сердечники, ди S6„, пронизываемой магнитным серийно выпускаете проьишленностью. потоком управления Ф „,„ ., ответвляОстальная часть статора 1 выполнена ющимся B левую часть статора 1, и иэ электротехнической стали. 45 Уменьшение ее 5в в для Ф„„
Секции 8-11 рабочей обмотки могут (фиг. 3). быть включены в любую из известных В результате происходит перерассхем соединения рабочих обмоток маг- . пределение магнитных потоков управнитных усилителей, в частности в мос- ления, ответвляющихся в разные стотовую схему. При этом секции 8, 9 50 роны, в зависимости. от пронизываемой и 10, 11 рабочих обмоток, расположен- ими площади 5, и,следовательно, от ные с одной стороны полюса 2 статора угла сС поворота ротора 4.
1, включаются в противоположные пле- При увеличении потока управления чи моста. Фqnp„, благодаря насыщению участка
Преобразователь работает следующим 14 статора 1 вокруг отверстия 7 под ,:образом. 55 действием двух потоков Ф и Ф„д
При подключении секций 8-11 рабо- полезная мощность, выделяемая в секчей обмотки к источнику напряжения. циях 8 и 9 рабочей обмотки, растет переменного тока в насыщенных участ- вследствие увеличения интервала вреках 13 и 14 статора 1 вокруг отверс- мени в каждом полупериоде рабочего тий 6 и 7 возникает рабочий магнит- 6О напряжения, при котором реактивное ный поток Фрщ. При подаче постоянно- сопротивление секций 8 и 9 рабочей го напряжения на обмотку 3 Управления обмотки минимально. Реактивное сопсоэдается магнитный поток управления ротивление секций 8 и 9 рабочей обФ пр, который разделяется на два про- мотки уменьшается пропорционально тйвоположно направленных магнитных . 65 величине потока управления, а сек.868338 ций 10 и 11 увеличивается, и на выходе мостовой схемы появляется выходной сигнал, пропорциональный углу аС поворота ротора 4.
Таким образом, выполнение статора с отверстиями, оси которых параМлельны его продольной оси, симметрично расположенными относительно его полюса, и расположение двух секций рабочей обмотки на участках статора между его внутренней поверхностью и отверстиями позволяет изменять степень насыщения магнитопровода вокруг отверстий путем подмагничивания
его постоянным током, т.е. использовать магнитоусилительный принцип действия, что увеличивает выходной элек- г5 трический сигнал на единицу угла поворота ротора, повышая этим чувствительность преобразователя при сохранении широкого диапазона угловых перемещений. 20
Выполнение участков статора вокруг отверстий иэ материала с прямоугольной петлей гистереэиса уменьшает необходимый для насыщения магнитный поток управления, что также повышает чувствительность преобразователя при сохранении широкого диапазона угловых перемещений.
Формула изобретения
1. Преобразователь угол-напряжение, содержащий статор с явновыраженным полюсом с размещенной на нем обмоткой управления, секционированную рабочую обмотку, секции которой расположены по разные стороны от полюса статора, и ротор с явновыраженным полюсом, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения чувствительности при сохранении широкого диапазона угловых перемещений, в статоре выполнены отверстия, оси которых параллельны его продольной оси и симметрично расположены относительно его полюса, и сквозной винтовой паз, начало и конец которого размещены на торцовых частях .статора вблизи отверстий, а рабочая обмотка выполнена четырехсекционной, две секции которой намотаны на участки статора между его внутренней поверхностью и отверстиями, а две другие — между его внешней поверхностью и отверстиями.
2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что участки статора вокруг стверстий выполнены из материала с прямоугольной петлей гистерезиса.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР гг 392337, кл. G 01 0 5/20, 1973 °
2. Авторское свидетельство СССР
Р 517781, кл. G 01 В 7/30, 1976 (прототип >.
868338
tz
Составитель Т. Матюхина
Редактор В. Петраш ТехредМ,Рейвес Корректор Г. Решетник
Заказ 8298/50 ... Тираж 645 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