Преобразователь угловой скорости
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1105818
Авторы: Горюнов, Греков, Зажирко, Ямановский
Текст
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 15 И С 01 Р 3/46 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Омский политехнический ин -ститут(56) 1,Авторское свидетельство СССРУ 391481, кл. С 01 Р 3/46, 1971.2, Авторское свидетельство СССРВ 949502, кл . С 01 Р 3/46, 1980(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОЙСКОРОСТИ, содержащий статор в видекольцевого магнитопровода со сдвинутыми относительно друг друга парамиравномерно намотанных бифилярныхобмоток, включенных в каждой парепоследовательно встречно и смещенныхна 180 относительно друг друга,ЯО, 1105818 А ротор в виде постоянного магнитапрямоугольного сечения, установленный диаметрально, датчик угла икоммутатор, о т л и ч а ю щ и й с йтем, что, с целью повышения точностизмерения малых угловых скоростей,на постоянном магните симметричноотносительно его продольной осивдоль его боковых поверхностей, обрщенных к магнитопроводу, закрепленыпластины из ферромагнитного матернала с угловым размерома уголсмещения каждой пары обмоток относительно предыдущей выбран равным180/1 причем величины р и рудовлетворяют условиям:180/р ( Ь180-с:р)180/(180 -оО,-. угловая ширина полюса магта;- число пар обмоток.11058 18 Изобретение относится к техникеконтроля и регулирования и можетбыть использовано для измерения мгновенных значений малых скоростей вращения,Известен преобразователь угловой скорости, содержащий постоянныймагнит прямоугольной фор.ъ, кольцевой магнитопровод с равномерно рас"пределенными обмотками, датчик углаи коммутатор 11.Недостатком такого устройстваявляется низкая точность измерениямгновенных значений малых угловыхскоростей, так как амплитуда пульсаций при постоянной угловой скорости составляет до 50 от уровнявыходного сигнала.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому устройству является датчик частоты вращения, у которого размещенные на магнитопроводе обмотки выполнены бифилярно исоединены попарно последовательнои встречно, причем угол смещениявторой обмотки относительно первойв каждой паре выбран равным 180а смещение кажцой из образованныхпар относительно предыдущей равноширине полюса ротора 23,Недостатком известного устройстваявляется ограничение точности преобразования из-за того, что смещениепар обмоток на угол, равный ширинеполюса, приводит к неравномерномуперекрытию плоских (при и =- сопят)вершин ЭДС пар обмоток на отдельныхучастках. Наличие в магнитной системе потоков рассеяния приводит куменьшению длины плоских вершин, аследовательно, возможно появлениеучастков, когда они полностью неперекрываются.Цель изобретения - повышение точности измерения малых угловых скоростей,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50. Вал 4 (фиг.2) соединен с объектом, скорость которого контролируется, с датчиком 7 угла и с двухполюсным магнитом 3 чувствительного элемента преобразователя 8, Выход датчика 7 угла соединен с управляющим входом электронного коммутатора 9, второй вход которого соединен с выводами Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе угловой скорости, содержащем статор в виде кольцевого магнитопровода со сдвинутыми относительно друг друга парами равномерно намотанных бифилярных обмоток, включенных в каждой паре последовательно встречно и смещенных на 180относительно друг друга, ротор в виде постоянного магнита прямоугольного сечения, установленный диаметрально, датчик углаи коммутатор, на постоянном магнитесимметрично относительно его продольной оси вдоль его боковых поверхностей, обращенных к магнитопроводу, закреплены пластины изФерромагнитного материала с угловымразмером Д а угол смещения кажцойпары обмоток относительно предыдущей выбран равным 180 / 1,причемвеличины Р и Р удовлетворяют ус 180 Оловиям: 180 (р(3(180 -о( )ф Р 180-с )где о - угловая ширина полюса магнита, р - число пар обмоток,На Фиг,1 изображен чувствительныйэлемент преобразователя угловой скорости; на Фиг,2 - блок-схема предлагаемого преобразователя, на фиг.ЗФазовые диаграммы напряжение длярв парах обмоток и на выходе пре"обраэователя при постоянной угловойскорости,Чувствительный элемент содержиткольцевой магнитопровод 1 с измерительной обмоткой 2 и двухполюсныймагнит 3. Измерительная обмотка включает равнораспределение р пар обмоток (на фиг.1 принято р). Измерительные пары обмоток состоят издвух обмоток, которые включены последовательно и встречно, Началаобмоток (Н 1,Н 2,НЗ,Н 4,Н 5,Нб на фиг,1)смещены относительно концов (К 1,К 2,КЗ,К 4,К 5,Кб) соответственно на угол180 , т.е, угол намотки каждой обмотки составляет 180 . Угол намоткИпары"обмоток - Зб 0 . Измерительныепары обмоток сдвинуты относительнодруг друга на угол 180 / р Двухполюсный магнит 3 с угловой ширинойполюса о установлен диаметральнона валу 4 (фиг.2) внутри магнитопровода 1. На магните 3 симметричноего продольной оси с.помощью немагнитных держателей 5 с двух сторонукреплены ферромагнитные пластины б,которые предктавляют части колец сугловым размером р,1105818 1 О Ь(г,Ч) дгЗУ; о щ г -Г/2+1ц: 6(гЯ)дй У,30 3отдельных пар обмоток чувствительного элемента 8.Устройство работает следующим образом.При вращении магнита 3 в измерительной обмотке 2 наводится ЭДС, пропорциональная скорости вращения контролируемого вала ч, Форма ЭДС Е (фиг.З ) в первой паре обмоток (Н 1-К 1,Н 2-К 2) в пределах 180 опре" деляется выражением где - постоянный коэффициент, зависящий от(2%И) о- постоянная составляющая ЭДС,121 ю)0 - ЭДС, обусловленная потоками рассеяния. Значения Н и О вычисляются по формулам 2 25 г Ц 2о -я 2где рг, ц - распределение индукции в зазоре; 35Г - толщина обмотки в воздушном зазоре;- угловое отклонение ротора от середины обмотки, изменяющееся от 4 О0 до ф 90Ч - угол распределения обмотки (секции).В пределах последующих 180 величина ЭДС 1 меняет знак на противоположный, сохраняя неизменной форму (фиг.Зи) .Выходные напряжения Р и Р во 2-ой2 3 и 3-ей парах обмоток подобны 1 но сдвинуты по фазе относительно 1 соОоответственно на 180 / Р в частности на 60 о, и 120 при -3 (фиг.ЗБ, 38). Измерение мгновенной скорости ото180 с использованием первой пары обмоток возможно на участке с угловым 55 размером ) =- У (фиг,Зю), так как на участках 0-и У -180 выходной сигнал определяется преимущественно угловым положением ротора и величиной потоков рассеяния.Измерение мгновенной скорости в пределах полного оборота производится следующим образом.В промежуток времени, когда двухполюсный магнит 3 находится в прщелах угла У- У электронный коммутатор 9 по сигналу датчика 7 угла подключает к выходу преобразователя первую пару обмоток (фиг.З) . Аналогично на участке Ч-Ч, работает вторая пара обмоток,.а в диапазоне 1 т( 180+ У 2) - третья . Моменты и направления переключений показаны на фиг.З стрелкамиВ дальнейшем процесс повторяется, однако на участках (180 +т" )1-3602 и 0- У 2 подключение обмоток осуществляется одновременно с инверсией напряжения.В результате обеспечивается измерение мгновенной скорости в пределах полного оборота и выходное напряжение преобразователя (фиг.З ь) определяется только значением ы и не зависит от углового положения ротора и потоков рассеяния.Измерение мгновенных значений угловых скоростей с высокой точностью возможно только на плоских участках характеристик каждой пары обмоток, Длина этих участков в пределах 2 й не превышает 2 Р-Ф, Так как для точного измерения скорости в пределах полного оборота линейная часть характеристики преобразователя в целом должна быть 1не менее 2 Т то выбор числа пар обмоток определяется выражением .Выбор углового размера ферромагнитных пластин и их установка на роторе обусловлена их назначением: они должны экранировать потоки рассеяния для данной пары обмоток до тех пор, пока электронный коммутатор не подключит к выходу преобразователя следующую пару, для которой пластины уже должны быть готовы выполнить свои функции.Прн введении р пар обмоток с равномерным перекрытием их характеристик каждая должна обеспечить работу преобразователя в угле О/р, Следовательно, участок экранирования необходимо обеспечить не менее 360 о/Р а так как пластин две, то получаем 5) 180 / Р1105818 ЗлЕкюранЮЮу коммуиийюрУ Фий. С другой стороны, размеропределяемый конструктивными особенностями (фиг.1), не может превышать Р-оВ результате определяем,что 180 о Р(180 О- -,Расчеты показали, что точностьпреобразования в предлагаемом преобразователе по сравнению с известным повышается минимум в 5 8-10 раз.1105818 Составитель Б. КошелевТехред Л.Коцюбняк Корректор М. Шаро Редактор М.Циткин Заказ 5594/35 ская на илиал ППП "Патент" Ужгород, ул.Проектная Тираж 823 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра
СмотретьЗаявка
3519135, 08.12.1982
ОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ГОРЮНОВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ, ГРЕКОВ АЛЕКСЕЙ ФЕДОРОВИЧ, ЗАЖИРКО ВИКТОР НИКИТИЧ, ЯМАНОВСКИЙ БОРИС МИХАЙЛОВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01P 3/46
Опубликовано: 30.07.1984
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1105818-preobrazovatel-uglovojj-skorosti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Преобразователь угловой скорости</a>
Предыдущий патент: Способ отбора коров симментальской породы, устойчивых к маститу
Следующий патент: Электромашинный датчик угловых ускорений
Случайный патент: Устройство для обработки кожевенного и мехового сырья