Трансформаторный преобразователь

ОП ИСАЙ И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 970492(51) М. Кл." Н 01 Е 21(06 Гасударственные комитет Опубликовано 30.10.82. Бюллетень40Дата опубликования описания 05.11.82по делам кзооретений и открмтий(54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 1Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулировочным трансформаторам с передвижением сердечника относительно обмоток и изменением магнитной проницаемости сердечника.Известны индуктивные преобразователи, содержащие якорь и магнитопровод с расположенной на нем обмоткой. Эти преобразователи служат для измерения н преобразования линейных перемещений и построены на принципе изменения магнитной проводимости воздушного зазора и соответствующего изменения индуктивности катушки, а следовательно, и тока в нагрузке цепи обмотки преобразователя 1.Однако указанные преобразователи обладают рядом недостатков; наличием гальванической связи между цепями входа и выхода, низким уровнем выходного сигнала. Это не позволяет применять указанные преобразователи в целом ряде устройств без дополнительных схем, повышающих уровень выходного сигнала.Наиболее близким к предлагаемому является трансформаторный преобразователь, содержащий магнитопровод, первичную и вторичную обмотки; якорь, установленный с возможностью возвратно-поступательного движения.Первичная обмотка известного преобразователя питается переменным напряжением, при этом во вторичной обмотке наводится сигнал, величина которого определяетсяположением якоря 2.В таком транспортном преобразователе вход и выход гальванически разделены. Сигнал во вторичной обмотке получа Оется достаточной величины, что позволяет обходиться без дополнительных усилительных устройств. Однако в ряде случаев крутизна изменения выходного напряжения (действующего значения) в функции хода якоря такого преобразователя является недостаточной, особенно при увеличенных воздушных зазорах между якорем и магнитопроводом, необходимых, например, для размещения в них герметизирующей мембраны, отделяющий полость размещения якоря от полости размещения обмо ток. В ряде случаев КПД такого преобразователя также является недостаточным,Цель изобретения - повышение крутизны выходного сигнала трансформаторного преобразователя, повышение его КПД, атакже исключение искажения выходногосигнала от углового смещения якоря вокругего продольной оси.Поставленная цель достигается тем, чтотрансформаторный преобразователь содержит дополнительные П-образные стержнии экран, магнитопровод выполнен в видекольца с двумя кольцевыми проточками, охватывающего цилиндрический якорь, состоящий из двухполюсного магнита и двухполюсных наконечников, первичная обмоткарасположена на магнитопроводе между двумя кольцевыми проточками и охвачена экраном, П-образные стержни соединены с магнитопроводом так, что кольцевые проточкирасположены между местами соединения,а вторичные обмотки распределены на П-образных стержнях.На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого трансформаторного преобразователя; на фиг. 2 графически представленавыходная характеристика трансформаторного преобразователя,20Предлагаемый трансформаторный преобразователь (фиг. 1) состоит из кольцеобразного магнитопровода 1, внутри которого расположен якорь, состоящий из постоянного магнита 2 и двух полюсных наконечников 3, имеющих цилиндрическуюформу. Якорь закреплен на штоке 4, имеющем возможность перемещаться в направляющих, соединенных с магнитопроводом(направляющие условно не показаны). Намагнитопроводе расположена одна из об- З 0моток преобразователя, например первич.ная обмотка 5. Вторичная обмотка 6 расположена на двух П-образных стержнях 7,соединенных с магнитопроводом. В магнитопроводе имеются два кольцеобразныхпаза 8 и 9. На первичной обмотке установлен кольцеобразный экран 10. Магнитопровод, стержни, экран и полюсные наконечники выполнены из магнитопроводящего материала. Число дополнительных стержней 7определяется требуемой величиной выходного сигнала.Трансформаторный преобразователь работает следующим образом.Постоянный магнит якоря намагниченвдоль продольной оси магнитопровода. Первоначально якорь находится в положении,показанном пунктиром, магнитный потокФ, постоянного магнита при этом замкнутна части магнитопровода до кольцевойвыточки Б. При подаче на первичную обмотку переменного электрического сигналавозникает магнитный поток Ф , которыйзамыкается по магнитопроводу й стержням,при этом во вторичной обмотке наводитсяполный выходной электрический сигнал.При перемещении в направлении стрелки А,якорь становится в положение, когда один Ыполюсный наконечник расположен со стороны паза 8, а другой - со стороны паза 9.При этом магнитный поток Ф, замыкаясьпо магнитопроводу и по стержням, насыщает узкие кольцевые выточки 8 и 9. Так как насыщенные участки входят в магнитную цепь потока Ф , сигнал во вторичной обмотке резко падает и достигает своего минимума, Характер изменения выходного напряжения (действующего значения) Ивых в функции перемещения якоря б показан на фиг. 2. Благодаря наличию экрана 10 взаимодействие между первичной и вторичной обмотками через потоки рассеяния существенно уменьшается и разница между минимальным и максимальным уровнем выходного сигнала повышается.Благодаря тому, что магнитная проницаемость в магнитной цепи обмоток меняется более резко при насыщении материала, чем магнитная проводимость при изменении зазоров (в известных конструкциях), предлагаемая конструкция трансформаторного преобразователя позволяет повысить крутизну изменения выходного сигнала по ходу якоря. Так как зазоры между якорем и магнитопроводом не находятся в магнитной цепи обмоток, это позволяет (за счет применения магнитов с повышенной коэрцитивной силой) увеличить их при сохранении габаритов и уровня выходного сигнала трансформаторного преобразователя. Это в свою очередь позволяет разместить в указанных зазорах герметичную мембрану и отделить полость якоря от полости обмоток, Так как в магнитной цепи обмоток отсутствуют воздушные зазоры, в предлагаемом трансформаторном преобразователе меньше будут собственные потери и выше КПД при максимальном выходном сигнале.Кроме того, в предлагаемой конструкции при вращении якоря вокруг продольной оси (при вращении штока) выходной сигнал меняться не будет(за счет того, что магнит намагничен вдоль оси и обмотки соосны с ним), т. е. не требуется специальная фиксация якоря от углового поворота и возможные угловые смещения якоря не вносят дополнительных погрешностей в выходной сигнал и в информацию о положении якоря при его поступательном движении.формула изобретенияТрансформаторный преобразователь, содержащий магнитопровод, первичную и вторичные обмотки, якорь, установленный с возможностью возвратно-поступательного движения, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД крутизны выходного сигнала и исключения искажений выходного сигнала, преобразователь содержит дополнительные П-образные стержни и экран, магнитопровод выполнен в виде кольца с двумя кольцевыми проточками, охватывающего цилиндрический якорь, состоящий из двухполюсного магнита и двух полюсных наконечников, первичная обмотка расположена на магнитопроводе между970492 Составитель И. ЯкимТехред И. ВересТираж 761И Государственного комитетаделам изобретений и о 1 крытосква, Ж - 35, Раущская набПатент, г. Ужгород, ул. П двумя кольцевыми проточками и охвачена экраном, П-образные стержни соединены с магнитопроводом так, что кольцевые проточки распределены на П-образных стержнях.Источники информации,5принятые во внимание при экспертизе Редактор А: ВласенкоЗаказ 7412/66ВНИИПпо113035, МФилиал ППП 61. Бабиков М. А., Косинский В. А. Элементы и устройства автоматики. Высшая школа, 1975, с. 50 - 60.2. Ступнев Ф. А. Электромеханические датчики и преобразователи неэлектрических величин. Энергия, 1965, с. 15 в 18, рис. 1 - 7 б. енКорректор Г. ОгПодписноеСССРийд. 4/5роектная, 4