Преобразователь для питания постоянным током устройств, расположенных на вращающемся объекте

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.з 6 08 С 23/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе(54) ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ ДЛЯ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ УСТРОЙСТВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ НА ВРАЩАЮЩЕМСЯ ОБЬЕКТЕИзобретение относится к измерительной технике и предназначено для питания постоянным током первичных измерительных преобразователей, расположенных на вращающемся объекте, например тензорезисторов, а также для питания электронных устройств, размещенных на вращающемся объекте.Известны преобразователи для питания устройств, расположенных на вращающемся объекте, имеющие бесконтактный канал электроснабжения - индуктивный, емкостной и радиоканал 1 . Эти преобразователи конструктивно состоят из передающего преобразователя и выпрямителя со стабилизатором, расположенных на вращающемся объекте и при необходимости получения на вращающемся объекте минимальных пульсаций выходного напряжения имеют сравнительно большие габариты, определяемые в основном габаритами стабилизатора. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь для питания постоянным током устройств, расположенных на вращаюшемся объекте, включающий неподвижную и врашаюцуюся чести (2). Однако максимальная рабоч-температура вращающейся част, устройства принципиально не превыш .ет 150 С,оа качество стабилизации при Увеличении температуры окружающей средысущественно ухудшается из-за изменения параметров полупроводниковыхприборов, что привоцит к увеличениюпульсаций выходного напряжения.Целью изобретения является уменьшение пульсаций выходного напряжения преобразователя.Достигается это тем, что в известном преобразователе для питания 15 постоянным током устройств, распо-ложенных на вращающемся объекте,неподвижная часть выполнена из разьемного кольца спеченных торцов световодов, охватывающего вращающуюся 20 разъемную кольцевую часть, на которой расположены фотоэлементы, соединенные в группы, каждая иэ которых содержит не менее двух соединенных между собой последовательно фотоэлементов, разнесенных по окружности вращения.На фиг. 1 изображен преобразователь для питания постоянным токомустройств, расположенных на вращаю щемся объекте, общий вид 1 на фиг2приведена принципиальная электрическая схема соединений солнечных Фо"тоэлементов устройства,Преобразователь состоит из фотоэлементов 1, равномерно расположенных по окружности полого цилиндра 2,соединяемого с валом вращающегосяобъекта, и неподвижных световодов 3,одни торцы 4 которых запечены в видезамкнутого разъемного кольца, охватывающего солнечные фотоэлементы 1с гарантированным зазором. Другиеторцы 5 световодов 3 разведены вжгуты, которые могут произвольноизгибаться в пространстве. Торцы 5световодов 3 подведены к источникусвета 6.Фотоэлементы 1 соединены между собой в соответствии с принципиальнойэлектрической схемой, приведеннойна Фиг, 2. Все Фотоэлементы 1 разбиты на и параллельно соединенныхгрупп, каждая из которых содержитне менее двух Фотоэлементов 1, соединенных между собой последовательно, При этом фотоэлементы 1 в каждой из групп 7-7, 8-8п -и расположены в различных точках окрукности полого цилиндра 2 таким образом, что между Фотоэлементами 1,входящими в одну из групп, расположены фотоэлементы других групп, Причисле Фотоэлементов 1 в группе, равном двум, они могут располагатьсяв диаметрально противоположных точках, при числе Фотоэлементов в группе, равном 3 - под углом в 120 относительно друг друга и т.д, Фотоэлементы 1 не обязательно должнырасполагаться строго симметрично,они могут быть соединены между собой в каждой из групп, исходя изучета развиваемой ЭДС, В этом случаевозможно смещение фотоэлементов 1в группе от положения строгой симметрии, однако, между Фотоэлементами 1 в этой группе должны быть фотоэлементы 1 других групп.Преобцрзователь работает следую-.щим образом. Вращающаяся часть преобразователя стыкуется с вращающимся объектом,а торцы 5 световодов 3 подводятся кисточнику света б, Свет от источника б по световодам 3 подается насолнечные Фотоэлементы 1, освещаяпоследние, При этом каждый из солнечных фотоэлементов 1 вырабатывает ЭДС, пропорциональную величине светового потока, освещающего рабочие площадки фотоэлементов 1. Величина выходного напряжения преобразователя равна сумме напряжений, развиваемых солнечными Фотоэлементами 1 .в каждой из групп 7-7, 8-8,п-п. . Максимальная величина постоянного тока на выходе устройства на вращаю. щемся объекте равна сумме токов,развиваемой каждой и. г.,цц 7 7,8-8,п-п Фотоэломицтон 1,Глагодаря тгму, о фооэлементы1 разнесены по окружи;с.п пологоцилиндра 2 в каждой -.руппс и соедичениР их проичводися Г г оотРРтствин с электрической схемой, приведенной на фиг. 2, пульсации ЭДС каждого Фотоэлемента 1, неизбежно возникающие при вращении из-за измененийосвещенности, вызванных различием1 О параметров световодов 3, радиальными биениями полого цилиндра 2 и различием ЭДС, развиваемых каждым Фотоэлементом 1 при одинаковой освещенности, и т,п, внутри каждой груп пы взаимно компенсируются и нивелируются.Чем больше число фотоэлементов 1в каждой из групп и чем больше число таких групп при одинаковом числефотоэлементов в группе, тем меньшевеличина пульсаций выходного напряжения на вращающемся объекте.Приведенная конструкция преобразователя и схема включения фотоэлементов 1 позволяет получить постоянное напряжение с минимальными пульсациями на вращающемся объекте в широком диапазоне рабочих температур.Например современные стекла для изготовления световодов имеют темпераЗО туру размягчения свыше 500 С, а солнечные фотоэлементы работоспособныдо температур 250-300 С; поэтомурабочая температура преобразователяможет достигать 250-300 С, что не 35 достижимо для любых конструкцийпреобразователей аналогичного назначения, построенных с использованием полупроводниковых приборов.Очевидно, что величина пульсацийвыходного напряжения на вращающемсяобъекте не зависит от величины температуры окружающей среды.Одновременно достигается уменьшение габаритов вращающейся частипреобразователя, так как они определяются только габаритами солнечных фотоэлементов 1 и нет необходимости увеличивать размеры вращающейся части при увеличении температуры окружающей среды для уменьЫ шения пульсаций выходного напряжения на вращающемся объекте,.Наличие разъемов у кольца изспеченных торцов световодов 3 и укольца солнечных Фотоэлементов 155 облегчают эксплуатацию преобразователя.При соединении вращающейся части преобразователя с вращающимсяобъектом части конструкции стыкуются между собой, охватывая вал объекта.Формула изобретенияПреобразователь для питания постояннымм током устройств р га с пГеже нных па врашаю;1 емси объекте,. включаюший неполон,жную н ващаюшуюся частио т л и ч а ю и. м й с я тем, тос целью уменьшяня пульсаций выходного напряжения преобразователя, неподвижная часть выполнена :з разъемного кольца спеченных торцов световодов, охватывающего врашающуюсяразъемную кольцевую часть, на которой расположены фотоэлементы, соединенные в группы, каждая из которыхсодержит не менее двух соединенных между собой последовательно Фотоэлементов, разнесенных по окружности врацения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Самбурский А. И,", Новик В. К.Безконтактные измерения параметроввращающихся объектов. -М.: Машиностроение, 1976, с. 11-12,2, Авторское свидетельство СССРР 481959, кл. Н 01 В 39/00, 1975/ 7ВНИИПИпо113035, М ного ений Рауш орректор О. Ковинска Под омитета открыти ая наб.,исноССР