Магнитоупругий преобразователь крутящего момента

СОЮЗ СОВЕТСКИХШИИКЮепекРЕСПУБЛИН 48 19) (11) 10 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ11Я, Вайн т автоматик(56) 1. Авторское св214161 кл. 6 02, фролов Л, Б, Имомента, М "Энерги ( прототип),детельство СССЬ 3/10, 21,0мерение крутящ1967, с 336 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ%И-(71) Киевский институим. ХХУ съезда КПСС(54) (57) МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА,содержащий кольцевую алектромагнитнуюсистему, состоящую, по крайней мере.из двух магнитопроводов с ясно выраженными полюсами, расположенных концентрично с контролируемым валом, обмоткивозбуждений и измерительной обмотки,размещенных на магнитопроводах, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цель)ообеспечения измерения знакопеременногомомента, в него введена подмагничивающая обмо 1 ка, включенная последоватевьно с обмоткой возбуждения, а измерительная обмотка выполнена в виде двух независимых обмоток,водимая суммарным магнитным потокомизмерительного полюса, растет при увеличении крутящего момента. Приизменении знака крутящего момента фаза измерительногоо потока изменяется на 180, и последний направлен встречно подмагничивающему потоку, Так как величина измерительного потока возрастает с увеличением крутящего момента, то результирующий ноток и соответственно ЭДС катушки будетуменьшаться, В результатенапряжение Ц Ь снимаемое с измерительной обмотки, образованной последовательным соединением катушек 8, приизменении величины крутящего моментемскс до +Ищдкс монотонно воз 1 10069Изобретение относится к силоиэмерительной технике и может быть использовано для измерения знакоперелюенного крутящего момента на валах;Известный магнитоупругий преобразователь крутящего момента, содержащийтри неподвижных кольцевых электромагнита с явно выраженными полюсами, расположенных концентрично с контролируемымучастком вала, средний из которых несетна полюсах обмотки возбуждения, а крайние-измерительные обмотки, причем каждый электромагнит, несущий измерительные обмотки, снабжен числом полюсов,вдвое большим, чем число полюсов электромагнита возбуждения, имеет сложную конструкцию1 3.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемому результату является магнитоупругий преобразователь крутящего момента, содержащий кольцевую электромагнитную систему, состоящую. по крайней мере. издвух магнитопроводов с явно выраженнылщ полюсами, расположенных концентрично с контролируемым валом, обмотки воз-.буждения и измерительной обмотки, размещенных на магнитопроводах Г 2 ,Однако известный преобразователь непозволяет производить измерения. знакопеременного момента.Целью изобретения является обеспечение измерения знакопеременного момента.Указанная цель достигается тем, чтов преобразователь,содержащий кольцевуюэлектромагнитную систему, состоящую nокрайней мере из двух магнитопроводовс явно выраженными полюсами, расположенных концентрично с контролируемымвалом, обмотки возбуждения и измерительной обмотки, размещенных на магнитопроводах, введена подмагничивающая обмотка,включенная последовательно с обмоткойвозбуждения, а измерительная обмотка выполнена в виде двух независимых обмоток 45На фиг. 1 показан вид одного иэмагиитопр оводов пердлагаемого преобразователя иа фиг, 2 и 3 - развертки двух вариантов преобразователя;на фиг. 4 и 5 - схема соединения обмотокщреобразователей соответственно; на фиг.2, 3 и 6 - выходная, характеристика преобразователя,Магнитоупругий преобразователь крутящего момента (фиг. 1-3) содержит коль- Ицевую электромагнитную систему, состоящую по крайней мере, иэ двух одинаковых магнитопроводов 1 и 2 (фиг. 2),48 2Другой вариант преобразователя (фиг, 3) содержит три олинаковых магнитопровода 1-3. На полюсах 4 магнитопровода 2 сдвинутого относительно магпитопрсьвола 1 (фиг. 2) или магнитопроводов 1 и 3 (фиг, 3) на половину полюсного деления, расположены катушки 5 обмотки возбуждения, На полюсах 6 и 7 крайних магнитопроводов (фиг. 2 и 3) расположены катушки измерительной 8 и 9 и подмагничиваюшей 10 и 11 обмоток (фиг. 4 и 5), Для случая двух магнитопроводов (фиг. 2) измерительная обмотка 8 выполнена в виде двух независимых обмоток (фиг. 4), а подмагничивающая обмотка 10 соединена последовательно с обмоткой возбуждения, Для случая трех магнитопроводов (фиг. 5) измерительная обмотка также выполнена в виде двух независимых обмоток 8 и 9, а подмагничивающая обмотка - в виде двух, последовательно соединенных с обмоткой 5 возбуждения, секций катушек 10 и 11, Измерительные обмотки включены в измерительную схему, состоящую из двух выпрямительных мостиков 12 и двух балансировочных потенциометров 13, Кольцевая электромагнитная система установлена концентрично с контролируемым валом 14 (фиг.1). Преобразователь работает следующим образом.Переменный магнитный поток, создаваемый в измерительном полюсе 6 магнитопровода 1 подмагничивающей обмоткой при положительном направлении крутящего момента, направлен согласно с измерительным потоком, создаваемым в измерительном полюсе эа счет деформации магнитного поля возбуждения в вале 14 и зависящем от величины крутящего момента, При этом ЭДС катушки 8, на3 . 1006948 4растает причем зависимость О 6 = рительных полюсов 6 направлены встречЕ (Мир ) близка к .линейной (фиг. 6), но соответствующим измерительным по 1(Зависимость выходного напряжения ОвЫ токам. При изменении направления круснимаемого с другой измерительной обмот- тящего момента фаза измерительных. йЖ ки, от крутящего момента за счет обрат-токов меняется на 180, и измерительной фаэировки подмагничивающих потоков ные потоки первой группы полюсов дейст- имеет перевернутый вид, вуют встречно,.а второй группы полюсовПосле выпрямления и уравнивания ну- согласно соответствующим подмагничилевых значений напряжения ОЕЫх и вающим потокам.,В результате выходные Оь,вычитаются Результующая выходО напряжения 0 и Оп снимаемыеювых выхная характеристика ЬОн,к = Х (Мир) с измерительных обмоток и выходная хадает полное представление о величине и . рактеристика преобразователя 60 цк= знаке крутящего момента. =% (М ) имеют вид, показанный наВ случае двух магнитопроводов подмаг- фиг, 6.,ничивающие потоки, действукяцие в од Использование в преобразователе. ной группе измерительных полюсов 6, при подмагничивающей обмотки и выполнеркеположительном направлении крутящего мо- измерительной обмотки в виде двух мента действуют согласно с соответствую-независимых обмоток обеспечивают иэмещими измерительными потоками, а подмаг- рение знакопеременного крутящего моменничивающие потоки в другой группе изме. та.