Бесконтактный преобразователь угла

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИЛЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 120176 (21) 2315035/07с присоединением заявкиСоюз Советских Социалистических Республик) М. Кл.х 4 0 Н ввудврвтвовны 1 ноантвтСоввтв Мнннвтров СССРво" донна наобрвтвннвн отнрытв 1 Приоритет 43) Опубликовано 050977 Бюллетень Ъ 33 14. 21 УДК(54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГ Изобретен автоматики и предназначен поворота вал импульсов, ч нально углусло ово относится к области ычислительной техники для преобразованця угл в последовательностькоторых пропорциорота. Известны индукционные преобразователи угла поворота вала в последовательность электрических импульсов, число которых пропорционально углу по ворота. Известные преобразователи содержат статор и ротор, выполненные шихтованными из пластин магнитомягког материала. Ротор по внешней образующей снабжен зубцами. Статор выполнен с явно выраженными полюсами. На восьми полюсах статора выполнены зубцы, аналогичные ротору. Шаг зубцов соседних полюсов смещен на 1/2 зубцового деления. На двух взаимно противоположных полюсах статора (без зубцов расположены обмотки возбуждения, соединенные между собой последовательно-согласно, а на остальных полюсах статора размещена обмотки считывания, соединенные через одну последовательно-встречноИзвестны также преобразователи угла, магнитопроводы статора и ротора которых выполнены шихтован.;тн, несущими обмотки с различными числамипар полюсов 21.Известные преобразователи имеютнизкую точность преобразования инфор мацки иэ-за наличия технологическихпогрешностей и эксцентриситета. Разрешающая способность известных преобразователей также невелика и определяется величиной зубца, которую в 10 шихтованных магннтопроводах не удается выполнить достаточно малой,Кроме того, известен преобразователь угол-код, который содержитстатор с обмотками возбуждения и счи тывания, магнитопровод которого выполнен в виде П-образных ферромагнитныхпластин, и безобмоточный ротор, магнитопровод которого выполнен в виде прямоугольных пластин 13.20 Данное устройство является наиболееблизким к изобретению по техническойсущности и достигаемому результату.В таком преобразователе технологические погрешности изготовления от дельных элементов оказывают влияниена точность преобразования угла вэлектрический сигнал . Это объясняетсятем, что отдельные пластины магнито.провода статора сгруппированы в полю са, на которых размещены считывающиеобмотки, и поэтому одновременно в формиров анин выходного сигнала преобразователя участвует ограниченное число пластин магнитопровода ротора, Кроме того, дискретное расположение полюсов статора исключает возможность использования эффектакругового осреднения погрешностейПоэтому большое влияние на точность преобразования оказывает эксцентриситет ротора относительно статора.Целью изобретения является повышение точности преобразования.Это достигается тем, что в бесконтактном преобразователе, содержащем статор с обмотками считывания и возбуждения, магнитопровод которого выполнен в виде П-образных ферромагнитных пластин, ротор, магнитопровод которого выполнен в виде прямоугольных пластин, ферромагнитные пластины ротора и статора уложены равномернопо окружности, причем на статоре плас 10 15 тины выполнены различной высоты, расположены в чередующейся последовности с шагом, равным 1,5 Т, а каждая из25 указанных обмоток составлена иэ двух концентрических секций, одна из которых охвачена всеми П-образными пластинами статора, а другая - пластинами большей высоты, где Тр - шаг пластин ротора.На фиг. 1 изображен бесконтактный преобразователь угла; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг, 1.Преобразователь угла содержит ста тор 1 и ротор 2, Ротор представляет собой кольцевую конструкцию из немагнитного материала, по наружной образующей которого равномерно с заданным шагом расположены пластины маг нитопровода из ферромагнитного материала 3, Статор также выполнен кольцевым иэ немагнитного материала, по внутренней образующей которого равномерно с шагом, равным 1,5 Тр, где Гр шаг пластин ротора, расположены П-образные пластины 4 и 5, выполненные из ферромагнитного материала.Пластины 4 и 5 магнитопровода статора выполйены разной длины и расположены в чередующейся последовательности.Обмотки возбуждения 6 и считывания 7 имеют кольцевую форму и расположены концентрично оси вращения ротора и каждая из них составлена иэдвух секций. Одна секция каждой обмотки охвачена пластинами 4 и 5, а другая секция обмоток охвачена только пластинами 5, имеющими большую высоту,Преобразователь угла представляет 60 собой трансформаторное устройство с переменным коэффициентом трансформации. Козф;ициент трансформации может изменяться от некоторой минимальной до некоторой максимальной величины в о 5 зависимости от взаимного положения магнитопровода ротора и статора.Магнитный поток, возникающий в преобразователе при питании обмоток возбуждения током переменной частоты, распределяется по пластинам магнитопровода пропорционально проводимостям магнитной цепи.Так как шаг пластин ротора в полтора раза меньше шага пластин статора, то при совпадении пластин ротора, например, с короткими пластинами 4 статора, пластины 5 статора находятся в середине промежутка между пластинами ротора. При этом проводимость магнитной цепи: ротор-пластины 4 - максимальна, и ЭДС , наведенная в секции обмотки считывания, проходящей через эти пластины, максимальна. Проводимость магнитной цепи: ротор-пластины 5 - минимальна, и ЭДС, наведенная в секции обмотки считывания,охваченной пластинами 5, минимальна.Так как секции обмотки считывания включены последовательно встречно, на выходе преобразователя появляется сигнал, величина которого равна разности ЭДСнаведенных в секциях обмотки считывания.При повороте ротора на 1/4 шага от предыдущего положения проводимости магнитных цепей будут одинаковы, ЭДС наведенные в каждой обмотке считывания, равны, и суммарное напряжение выходного сигнала будет равно нулю.Таким образом, при вращении ротора в обмотке считывания преобразователя наводится ЭДС , периодически изменяющаяся от нуля до максимального значения 2 ц раэ эа один оборот ротора, где и - число пластин ротора. Сигнал на выходе преобразователя имеет вид балансно-модулированных колебаний с несущей частотой, равной частоте возбуждения преобразователя, и с огибающей частотой, пропорциональной произведению скорости вращения Ротора на число его зубцов. Огибающая выходного сигнала изменяется по закону синуса от угла поворота ротора относительно статора.Вследствие эффекта кругового осреднения погрешностей снижено влияние технологических погрешностей изготовления отдельных деталей и эксцентрисутета ротора относительно статора на точность преобразования угла поворота вала в электрический сигнал, что, в свою очередь, приводит к повышению точности преобразования и разрешающей способности устройства.Формула изобретенияБесконтактный преобразователь угла,содержащий статор с обмотками воэбуж571851 ческих секций, одна из которых охвачена всеми П-образными пластинамистаторд, а другая - пластинами большей высоты, где Г - шаг пласинротора..Устинки оставит ксич ор В.фельдман ректо Т уп ПодписиМинистров ГССытий 1 ираж 917 ИПИ 1 осударственного комитета Совет по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушская набказ П Патент, г, ужгород,рГ 4 дения и считывания, магнито,ровод которого выполнен в виде П-образных ферромагнитных пластин, и безобматочный ротор, магнитопровод которого выполнен в виде прямоугольных ферромагнитных 5 пластин, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, ферромагнитные пластины ротора и статора размещены по окружности равномерно, причем на статоре пластины выполнены различной высоты, расположены в черв" дукщейся последовательности с шагом, равным 1,5 Г ., а каждая из указанных обмоток составлена из двух концентрн 15 Ист вниман 1. кл, 6 2,кл, Н 3. кл, 6очники информации, принятые воие при экспертизе:Авторское свидетельство М 222202,08 С 9/04, 1968.Авторское свидетельство Ю 304 бб 3,02 К 24/00, 1971.Авторское свидетельство 9 309386,08 С 9/04, 1971.