Способ измерения реактивного момента трансформаторных датчиков угла

905668 3Недостатком известного способа является низкая точность измерения, обусловленная низкой точностью графических методов, и большая трудоемкость обусловленная необходимостью построения нескольких картин поля для каждого заданного углового положения и проведения операции графического дифференцирования.Цель изобоетения - повышение точности и снижение трудоемкости.Указанная цель достигается тем, цто согласно способу, заключающемуся в определении изменения суммарной магнитной проводимости в воздушных зазорах между крайними стержнями Ш-образного статора и торцовыми поверхностями ротора исследуемого датчика угла при угловом перемещении ротора, сначала определяют нулевое положение ротора по минимальному напряжению на вторичной обмотке статора при последовательно-встречном вклюцении ее полуобмоток, а затем, поддерживая постоянной величину тока в первичной обмотке статора, определяют изменение указанной суммар" ной магнитной проводимости при перемещении ротора в заданном диапазоне углов по изменению напряжения на вторичной обмотке статора при последовательно-согласном включении ее полуобмоток, после чего определяют величину реактивного момента датчика из соотношения д О/дсМ =ИФФ 4 Е МЕЮЕ ЕЕ4,44,.и фгде - - отношение числа витков перЧвицной и вторичной обмоток;Г - частота питающего напряжения;- изменение напряжения,повторичной обмотке при пос-ледовательно-согласномвкпючении ее полуобмотокпри изменении углового положения ротора на величинудс,Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.Известно, что в рабочем диапазоне углов величина реактивного момента датчика .определяется выражениемф с 1 ЛС(1)2дЕ 4где ф - расчетная величина магнит-,ного потокасуммарная магнитная провоЕдимость в воздушных зазо рах между крайними стержнями статора и торцовыми поверхностями ротора;дЛдд-изменение суммарной магнит Оной проводимости при изме"нении углового положенияротора на величину Ьс 1.При этом МДС первичной обмоткиопределяется какФ5 = л 1 (2) откудаф=Х 1;, (3)При сохранении постоянства МДС первичной обмотки выражение (1) может быть преобразовано в выражение1 ,ОЛЕ2 де(4) д Таким образом, для определения реактивного момента необходимо поддерживать постоянной величину МДС и знать изменение суммарной магнитнойдАЕпроводимости. В трансформатор ных датчиках угла рассматриваемого типа изменение суммарной магнитной проводимости пропорционально изменению магнитного потока через крайние стержни статора, замыкающие магнитЗ 5 ныи поток, водщй иэ орцоы по. верхностей ротора, т.е. сИ с 1 Ф +Ф 11дс 1, Г Югде Ф+ ф- суммарный магнитныйпоток через левый и правый крайниестержни статора.Суммарный магнитный поток, всвою очередь, может быть зарегистрирован по выходному напряжению датчика, т.е. по напряжению на вторичнойобмотке при последовательно-согласном включении ее полуобмоток. В этом случае имеем 20 Фл+фп ф 444ч, (6) где- частота питающего напряие 55 ния;% - число витков вторичной обмотки; 0 - напряжение на вторичной обмотке при последовательно(9) 5 9056согласном включении ее полуобмоток.Постановка полученного выражения (6) в формулу (5) позволяет выразить изменение. суммарной магнитной З проводимости через изменениедОвыходного напряжения - вторичнойд.обмотки при последовательно-согласном включении ее полуобмотокООс 1 с с 3 ЛОд Г4,44 Гя(7)15 Принимая во внимание, чтоГ =, 4,р (8) где Э - ток в первичной обмотке;И - число витков первичной обмотки, 20 выражение (4) для реактивного момента с учетом выражения(7) можно привести к окончательному виду, подтвер. жденному экспериментальным путем:ЬО 25ьА4,44.О 4 ф где - - заданное отношение чиселЯо 30витков первичной и вторич"ной обмоток;- - изменение напряжения вторичМной обмотки при измененииуглового положения роторана величину при последова 3тельно-согласном включенииполуобмоток вторичной обмотки.Таким образом, применительно к датчику угла указанного типа для точ 40 ного определения изменения суммарной магнитной проводимости -.при иэсдЬмерении реактивного момента необходимым и достаточным является измерение изменения напряжения ЬО на вторичной обмотке, пропорционального изменению магнитного потока через крайние стержни магнитопровода датчика.На чертеже представлена схема, реализующая способ.Схема содержит испытуемый трансформаторный датчик угла, конструктивМ но состоящий иэ ротора 1, выполненного в виде симметрично относительно нейтральной оси тела и статора в виде Ш-образного сердечника 2, на среднем стержне которого расположена первичная обмотка 3, а на двухкрайних стержнях - вторичная обмот"ка, образованная полуобмотками 4 и 5.Первичная .обмотка 3 соединена последовательно с амперметром 6 и подключена к регулируемому источнику питания (на чертеже не показан), Полуобмотки 4 и 5 соединены с переключателем 7, верхнее положение которогосоответствует последовательно-встреч 1ному включению полуобмоток 4 и 5.Нижнее положение переключателя 7 соответствует последовательно-согласному включению полуобмоток 4 и 5. Параллельно вторичной обмотке подключен вольтметр 8. Способ с помощью описанной схемы реализуется следующим образом.Переключатель 7 устанавливается в верхнее положение, при котором полуобмотки 4 и 5 соединены последовательно-встречно. Ротор 1 перемещается в симметричное относительно стато. ра положение, при котором магнитный поток через левый стержень ф равен магнитному потоку через правый стержень ф . Это положение определяется по минимальному показанию Ор на вольтметре 8 и фиксируется с помощью угломерного устройства (на чертеже не показано) как исходное (нулевое) СПрй нулевом положении ротора 1 по амперметру 6 регистрируется ток в первичной обмотке, величина которого далее в процессе измерения поддержи" вается постоянной.Переключатель 7 переводится в нижнее положение, при котором полуобмотки 4 и 5 соединены последовательно- согласно. По вольтметру 8 регистрируется напряжение ОО . Затем ротор 1Нпоследовательно перемещается от положения О на углы6"1= дс 1= 2 ддА= Зд (10) ппд,с регистрацией, в каждом угловом поло. женин выходного напряжения вторичной. обмотки О, О, О , О соответственно. При этом угол Й= и Ь Й соответствует рабочему диапазону датчика, а дс - заданной дискретности изменения угла.По полученным данным определяются соответствующие изменения напряжения йО= О,ДО щ Оц " О" 1 Ь . 3(11) 5О Оп - ОКак было показано выше, изменение напряжения на вторичной обмотке одно О эначно соответствует изменению суммарной магнитной проводимости.С учетом этого из соотношения (9) определяют величину момента для каж- дого углового положения ротора, что 15 в конечном счете позволяет судить о величине реактивного момента датчи- ка в заданном диапазоне углов.аким образом, при осуществлении предлагаемого способа точность изме- и рения определяется главным образом точностью регистрации д О. Это позволяет значительно повысить точность измерения. Кроме того, при очевидной простоте измерительной схемы, не тре1 бующей практически никакого дополнительного прецизионного оборудования, время измерения составляет минуты, что по сравнению с известным способом обеспечивает снижение трудоем костиФормула изобретения5Способ измерения реактивного момента трансформаторных датчиков угла, заклюцающийся в определении изменения суммарной магнитной проводимости в воздушных зазорах между крайними стержнями Ш-образного статора и торцовыми поверхностями ротора исследуемого датчика угла при угловом перемещении ротора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости, сначалаопределяют нулевое положение роторапо минимальному напряжению на вторичной обмотке статора при последовательно-встречном включении ее полуобмоток, а затем, поддерживая постоянной величину тока в первичной обмотке статора, определяют изменение указанной суммарной магнитной проводимости при перемещении ротора в заданном диапазоне углов по изменениюнапряжения на вторичной обмотке статора при последовательно-согласномвключении ее полуобмоток, после чегоопределяют величину реактивного момента датчика из соотношения ЬО6 с" = 114,44 Еигде - - отношение числа витков перЧлЬвичной и вторичной обмоток;Г - частота питающего напряжения;3 л - ток в первичной обмотке;М 3-- изменение напряжения на вто ричной обмотке при последовательно-согласном включенииее полуобмоток при изменении углового положения ротора на величину дс .Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лопухина Е,И. и др. Асинхронные микромашины с полым ротором. Ирект лак Тираж 882Государственного комитета СССелэм изобретений и открытийМосква, Ж, Раущская наб Заказ 351/57 ВНИИП по 11303/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул ект Составитель В,ГерасимоваРедактор М.Циткина ТехредИ,Гайду