Двухфазный двоичный датчик угла

(22) Заявлено 27,01,78 (2 ) 2576225/24-07 (5 ) Ч, КЛ И 02 К 24/00 с присоединением заявки Ле Гасударстеанный камнтет(23) Г)риорнтет по делам изобретений н открытнй(53) УДК 621. .314.2 14 (088,8) Дата опубликования описания 25.08.80(54) ЛВУХФЛЗ(ЫЙ ДВОИЧ 1 з ПАГЧ 1 К УГЛА Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к датчикам угла,н предназначено для использования вследящих системах с электрической редукцией, двухотсчетных преобразователяхугол - код высокой точности,5Известны устройства типа редуктосинов и многополюсных вращающихся трансформаторов, содержащие две измерительные фазные обмотки, сдвинутые на чет"верть углового периода 11 и 2К этим приборам предъявляется требование повышенного числа периодов )на оборот, т.е. повышение электрическойредукции. Повышение числа периодов тре 5бует повышения числа зубцов на окружности. В случае, если датчик входит впреобразователь угол-код, повышениечисла периодов дает повышение общейточности преобразователя (увеличиваетчисло двоичных разрядов) .Предъявляется требование также кповышению точности, в первую очередьточности периодичности, т.е. повторяемости формы кривых внутри периода, что определяет выходную. точность. Технологическим ограничениев здесь является минимум плини луги зубцового шага, которая в несколько таз должна превышать зазор, а сннжени. последнего приводит к нестабильности и ухудшению точности. Прн этом на окружности долж - ны быть расположены обе обмотки фаз,В известном многополюсном двухфазном вращающемся трансформаторе 21 применяется нониусно расположение зубцов, при котором некоторому числу К зубцов на статор 2 с соответствует (К+1) или (К - 1) зубцов ротора 2 р на той же дуге. На окружности совокупность зубцовьтх катушек каждой фазы занимает дугу, равную половите длинь окружности, Число периодов на окружность Ц=- 2Если Я - общий наиболь 4Рший делитель чисел 2 Р и т с, то обмотка распадается на Ц одинаковых групп. Вследствие технологцческих случайных отклонений, напряжения на группах мож7584 11 4 10 7 =-Х- - 2 3+(-4) 35 3но рассматривать как случайные величины. Каждая фаза занимает свою частьокружности, и в фазе 6 /2 групп. Число Я одинаковых групщ нельзя сделатьпрактически большим восьми, Междутем, в отношении точности играет большую роль закон усреднения ошибок присуммировании случайных величин. В среднем от суммирования случайных технологических и прочих отклонений снижениеошибки происходит в МЦ 122 раза,если даже коэффициент редукции порядкаста.Много лучше точность периодичностимногополюсных поворотных трансформаторов (сельсинов), не имеющих нониусного расположения зубцов 31. Здесьчисло суммируемых случайных величинпорядка числа зубцов и коэффициент снижения ошибки более Я . Особое значение имеет то, что здесь действует закон циклической корреляции отклоненийот идеального в паре взаимодействующихзубцов статора и ротора, так что (снижение много больше чем вК раз. 25Однако. в таком двухфазном однопакетном датчике ротор имеет вдвое больше зубцов чем возбуждаемый статор,а зубцовое деление ротора не должнобыть менее технологически допустимого; 30число периодов Ь р /4, так как приходится чередовать зубцовые катушки каж -дой иэ двух фаз, делая между ними сдвигна четверть углового периода, Таким образом при повороте на полный угловойпериод катушка ротора перемещается на4 роторных зубца. При нониусном расположении катушка перемещается соответственно на 2 зубца.Н аиболее близкий предлагаемому40двухфазный двоичный датчик угла скоэффициентом электрической редукцииравным 2 (где О -целое число) со-.Одержит два зубчатых магнитопроводас обмотками: первый магнитопровод, на 45пример статора, выполнен с 7= 2 "зубцами, равномерно расположенными поокружности, на которых размещена обмотка возбуждения, причем направленияее намотки на двух соседних зубцах че 50редуются, второй магнитопровод, например ротора, выполнен с зубцовым шагомбольшим зубцового шага магнитопровода статора Д; зубцы ротора разбиты надве группы, йа зубцах первой группы -55активных - размещены двухфазные измерительные обмотки, а зубцы второйгруппы - бе зобмоточные с увеличеннойпо сравнению с активными зубцами полюсной дугой, причем зубцовый шаг меж - ду двумя активными зубцами, прилегающими к безобмоточному зубцу, выполнен большим зубцового шага между остальными активными зубцами 4.Однако из-за изменения по углу магнитной проводимости для потока возбуждения указанный датчик обладает малой точностью.Цель изобретения - . повышение точности.Для реализации указанной цели количество зубцов ротора выполнено равным с увеличением зубцового делителя междуактивными зубцами ротора, примыкающими к безобмоточному зубцу,Ъ+ -1 У,.-Ю -сНа чертеже изображена схема статораи ротора многополюсного двухфазногоиндукционного датчика, имеющего на выходе Я угловых периодов на оборот,причем М- двоичное число.оСтатор насчитывает 2 сф 2 й зубцов.На зубцах магнитопровода 1 статоранамотаны катушки обмотки возбуждения2 .с обратным направлением намотки всоседних зубцах, соединенные последовательно. Направления потоков в зубцахчередуются, так что в соседних зубцахнаправления обратные (показаны стрелками), с = 23 УИ - угловой период, Коэффициент электрической редукции равен йНа магнитопроводе 3 ротора расположены зубцовые катушки обмоток 4 и 5двух фаз: обмотки ропи обмотки гпмнпКаждая обмотка намотана через зубец йс чередованием направления намотки.Зубцовый шаг статора 1 -б = 0,5 ота зубцовый шаг ротора 3 -с =0,75 Фт=1,5 Ы с для всех зубцов, несущих обмотки6, кроме одного увеличенного шага,включающего безобмоточный зубец 7.Активные зубцы 6 ротора 3 не заполняют окружности, и на роторе 3 имеется увеличенное межзубцовое расстояние сектор пропуска), включающее безобмоточный дополнительный зубец 7 сзубцовой дугой 6- 6 + ( - Ьр ), отличРной от таковой 6 всех остальных активных зубцов. Число активных зубцовротора обозначаем УОчевидно, что2 К у 0,75 о ФЕ,758411 Составитель И. НнконоровРедактор А, Маковская Техред Е.Гаврилешко Корректор М. Вигул 5/19 Тираж 7831 ПИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыти 3035, Москва, Ж, Раушская на ПодписиССР д. 4/5 филиал ПГП 1 Патент", г, Ужгород, ул, Проектная 7Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ахметжанов А. А. и Лукиных Н. В.Индукционный редуктосин, М 1971,табл, 7.2. Пульер Ю, М. Индукционные иэлектромеханические элементы вычислительных и дистанционно-следяших систем.М., Машиностроение, 1964. Я3. Техническая кибернетика. од рад, В. В. Солодовникова. Устройство и элементы САР и САУ, кн. Г, разд 3 гл, ХУ . И. 3, п. 6 Многополоснье поворОтные трансформаторы, М , Маиностроение", 1973.4. Хрущев В. В, Электрические микро - машины автоматических устройств, Л., Энергия", 1976, с. 276-277.