Спидометр

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 66 Р 34 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ НИ с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 121)3314988)18-1022) 08.07.8146.) 30.03,83. Бюл. Ф 12(72) Р.А.Хуснутдинов, Ш.М, Нигматуллин и М.Г. Сунгатуллин71) Казанский ордена Трудового Кра - ного Знамени авиационный институт им. А.Н. Туполева53), 531.71 Г 088.8)(56) 1.копылова Л.В. и др. Тйория, конструкция и расчет автотракторного электрооборудования. М., "Машиностро. ение" 1979, с. 2532. Патент США В 3790889,кл.324-167, 1972 (прототип).54)(57) СПИДОМЕТР, содержащий синхронный микродвигатель, трехфаэная статорная обмотка которого соединена с трехФаэной обмоткой датчика, обмотку возбуждения,.немагнитный токопроводящий чувствительный элемент, счетный механизм, противодействующую пружину, стрелку со шкалой и источник напряжения, о т л.и ч а ю щ и й с я :тем, что, с. целью повышения точности, он дополнительно снабжен двумя обмотками .возбуждения, одна иэ которых имеет среднюю точку, тремя вентилями, ,тремя усилителями, стабилизатором напряжения, стабилизатором тока, постоянным резистором, переменным резистором и конденсатором, при этом постоянный резистор включен последовательно в фазную цепь статорных обмоток синхронного микродвигателя и параллельно входу первого усилителя., выход которого через первый вентиль подключен к.первей дополнительной обмотке возбуждения, переменный резистор, движок которого механически ,связан со стрелкой, и конденсатор соединены последовательно и включены между двумя фаэными цепями статорных :обмоток синхронного микродвигателя, причем переменный резистор включен параллельно входу второго усилителя, Я выход которого через вентиль подключен к началу и средней точке второй 1 Щ дополнительной обмотки возбуждения, конденсатор подсоединен параллельно С входу третьего усилителя, выход которого через. третий вентиль присоеди-Я . нен к концу и средней точке второй . дополнительной обмотки возбуждения вход стабилизатора напряжения подключен к.источнику напряжения, а выход к всем усилителям и через стабилизатор тока,к обмотке возбуждения. Я)ОЪИзобретение относится к приборостроению и может быть использованодля измерения скорости движения ипройденного пути транспортных мешин,например тракторов и автомобилей,известны спидометры, состоящие из 5датчика - трехфазного синхронногомикрогенератора и показывающего прибора, содержащего трехфазный син-,хронный микродвигатель с ротором-магнитом, на конце вала которого распо Оложен круглый магнит. Между ним икольцевым магнитопроводом находитсянемагнитный токопроводящий чувствительный элемент в виде колпачка. Колпачок и стрелка, показывающая скорость движения, закреплены на оси.Спидометр содержит также шкалу испиральную противодействующую пружину, один конец которой прикреплен к оси.Конец вала микродвигателячерез червячную передачу соединен смеханическим счетчиком пройденногопути 1.Однако вследствие того, что синхронный микродвигатель и чувствительный элемент вместе с магнитом и кольцевым магнитопроводом выполнены ввиде отдельных узлов и расположеныодин за другим по оси прибора, показывающий прибор спидометра имеет увеличенные массу и габариты. 30Известен также спидометр, состоящий из синхронного микродвигателяс постоянным магнитом, чувствительного элемента, счетного механизма,противодействующей пружинь и стрелки со шкалой Г 2 3.Масса и габариты этого устройства уменьшены вследствие того, чтонемагнитный токопроводящий чувствительный элемент в виде диска помещен 40между статором и ротором-магнитомсинхронного микродвигателя,Недостатком известных спидометровявляется низкая точность измеренияскорости движения, обусловленная 45тем, что прибор юстируется толькоодин раз в нормальных условиях послеего сборки, а изменение реальныхусловий работы прибора, т.е, изменение температуры окружающей среды,старение магнита и спиральной протйводействующей пружины и т.д., приводитк возникновению дополнительной погрешностицель иэорретения - повышение точности измерения. 55Укаэанная цель достигается тем,что,спидометр, содержащий синхронный микродвигатель, трехфазная статорная обмотка которого соединена стрехфаэной обмоткой датчика, обмотку возбуждения, немагнитный токопроводящий чувствительный элемент, счетный механизм, противодействующую пружину, стрелку со шкалой и источникнапряжения, дополнительно снабаен двумя обмотками возбуждения, одна из которых имеет среднюю точку, тремя вентилями, тремя усилителями, стабилизатором напряжения, стабилизатором тока, постоянным резистором, переменным резистором и конденсатором, при этом постоянный резистор включен последовательно в фазную цепь статорных обмоток синхронного микродвигателя и параллельно входу первого усилителя,выход которого через первый вентиль подключен к первой дополнительной обмотке возбуждения, переменный резистор, движок которого механически связан со стрелкой, и конденсатор соединены последовательно и включены между двумя фазными цепями статорных обмоток синхронного микро- двигателя, причем переменный резистор включен параллельно входу второго усилителя, выход которого через вентиль подключен к началу и средней точке второй дополнительной обмотки возбуждения, конденсатор подсоединен параллельно входу третьего усилителя, выход которого через третий вентиль присоединен к концу и средней точке второй дополнительной обмотки возбуждения, вход стабилизатора напряжения подключен к источнику напряжения, а выход - к всем усилителям и через стабилизатор тока к обмотке возбуждения.На фиг. 1 показана конструктивная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - его электрическая схема.Устройство (фиг. 1) содержит трехфазный статор 1, установленный в корпусе 2, разноименные полюсы 3 и 4, ротора, скрепленные между собой с помощью немагнитного кольца 5 и винтов 6, подшипники 7 качения, на наружных обоймах которых установлены разноименные полюсы ротора, неподвижный консольный сердечник 8 прикреп-. ленный к корпусу и несущий не себе абмотки возбуждения, ротор 9, токо- проводящий немагнитный чувствительный элемент 10 в виде колпачка, установленный на оси 11, находящейся в подшипниках 12 скЬльжения, размещенных внутри неподвижного консольного сердечника, спиральную противодействующую пружину 13, стрелку и шкалу 14 и 15, стекло 16, колесо 17 счетного механизма, соединенное с червяком вала одноименных колюсов 4; ре-, зисторный датчик 18 положения стрелки, регулятор 19 для изменения токов в обмотках возбуждения. Сердечник статора, полюсы 3 и 4 сердечник 8 выполнейы из магнитно-мягкой стали,Устройство включает также статорную обмотку 20 датчика, статорную обмотку 21 приемника, обмотку 22 возбуждения, стабилизатор 23 тока, стабилизатор 24 напряжения, постоянный резистор 25, усилитель 26, вентиль27, дополнительную обмотку 28, переменный резистор 29, усилитель 30,вентиль 31, дополнительную .обмотку32 возбуждения, конденсатор 33, усилитель 34, вентиль 35,Устройство работает следующим образом.Колесо движущейся транспортноймашины вращает ротор датчика микрогенератора и индуктирует трехфазнуюЭДС в его обмотке 20, Статорные об- Омотки 20 и 21 датчика и приемника соединены электрически,Ток, протекающий по обмотке 21,создает вращающийся магнитный потокс частотой вращения, пропорциональной 35скорости движения машины. Постоянныйток, например, от аккумулятора, протекающий по основной обмотке 22возбуждения, создает в свою очередьсвой магнитный поток, проходящий понеподвижному консольному сердечнику8, воздушномузазору, полюсам 3 однойполярности, например И, воздушномузазору, полюсам 4 другой полярности,например Я, воздушному зазору и снова по сердечнику 8. Чередующиеся полюсы И и 8 сцепляются с противоположными полюсами вращающегося статорного магнитного потока, и ротор 9приходит в синхронное с ним вращение,Результирующий магнитный поток пересекает чувствительный элемент 10 ииндуктирует в нем ЭДС. Вихревые,токи, взаимодействуя с результирующим вращающимся магнитным потоком,обуславливают появление вращающе-35го момента чувствительного элемента10 и поворот его и, соответственно,стрелки 14 на угол, пропорциональныйизмеряемой скорости движения машины,Пропорциональность обеспечивает действие регулятора 19.Регулятор работает следующим образом.Стабилизатор 23 тока служит длястабилизации тока в обмотке 22 при 45изменении температуры самой обмоткии температуры окружающей среды, т.е.при изменении ее активного. сопротивления. Обмотка 28, компенсирующаядействие реакции якоря, питается отусилителя 26. и вентиля 27, входным 50сигналом которого является падение напряжения на резисторе 25, выэванное статорным (якорным) током. При раэмагничнвающей реакции якоря МДС обмотки 28 действует согласно с МДС обмотки 22. Обмотка 32 уменьшает температурные погрешности, вызванные, например, изменениями удельного сопротивления чувствительного элемента 10, упругости противодействующей пружины 13, старением последней, Питается обмотка 32 через вентили 31 и 35 от усилителей 30 и 34, входным сигналом для которых являются, соответственно, падения напряжения на пе- .ременном резисторе 29 и конденсаторе 33 неизменной емкости. Ползунок резистора 29 перемещается вместе с осью 11. Резистор реализует зависи-.мость К = К 1/о, где К- коэффициент пропорциональности; оС - угол отклонения или показания стрелки 14, а конденсатор 33 - зависимость Хс К /Г, где К 2 - коэффициент пропорциональности; Е - частота напряжения питания синхронного микродвигателя. Если погрешность показания стрелки отсутствует, то модули сопротивлений резистора 29 и конденсатора 33 равны, падения напряжения на них одинаковы, МДС обмотки 32 равна нулю. Если, например, стрелка не доходит до точного значения измеряемой величины, то К ) хс, результирующая МДС обмотки 32 действует согласно с МДС обмотки 22, увеличивает магнитный поток ротора 9 и момент на чувствительном элементе 10, стрелка 14 при этом перемещается к точному значению до тех пор, пока момент чувствительного элемента 10 не уравновесится противодействующим моментом пружины 13.В случае, когда стрелка 14 переходит точное значение измеряемой величины, то К 4 х, результирующая МДС обмотки 32 уменьшает магнитный поток ротора 9 и стрелка 14 перемещается к точному значению до установления равновесного состояния моментов. И в этом и другом случае стрелка не может достичь точного значения измеряембй величины, но использование усилителей 30 и 34 позволяет эту разницу, т.е. погрешность, значительно уменьшить.