книги из ГПНТБ / Зарипов М.Ф. Автокомпенсационные регистраторы постоянного тока с бесконтактными компенсирующими элементами учеб. пособие
.pdf52
Р и с. і-РО.Лбтопатичсскийкомпенсаторна âamuunan Халла
|
|
53 |
_ |
|
|
|
|
|
магического потенциометра постоянного тока о элементом |
||||||||
Холла |
Z X 2 Y . 7 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
Компенсирующий элемент схемы состоит из неподвик- |
|||||||
ной плоской обмотки I и подвижной части , |
представляющей ‘t |
|||||||
собой |
яестко |
скрепленные |
магнитопроноды |
2 |
и 3 , обмотку |
|||
и элемент Холла 5 . |
|
напряжение |
подается |
на об |
||||
мотку |
Измеряемое постоянное |
|||||||
а компенсирующее |
напряжение |
на |
обмотку I . |
В резуль |
||||
тате |
создаются две встречно направленные |
источники м .д .о . |
||||||
Если |
величины их неравны друг другу, |
то |
результирующий |
|||||
поток |
А Ср |
пронизывает площадку элемента Холла, питае |
||||||
мого переменит: током. |
|
|
|
|
|
|
||
|
Переменнее нщгряяенке, снішаегсе с элемента Холла, |
|||||||
усиливается |
тазочувствителіныи |
усилителем |
С, а реверсивный |
двигатель 7 перемещает подвижную часть компенсирующего эле мента до такого полоаения, при котором результирующий поток становится равным нулю.
Достоинством этого устройства является его уни версальность и полная бесконтактнссть.
К недостаткам относится влияние окружающей тем пературы на характеристики элемента Холла, а такде наличие второго зазора в конденсоре, усложняющее технологию его
изготовления.
На рис. І - 2 І показана конструктивная схема шюгооборотксго потенциометра трансформаторного типа с элементом Холла С 20 J .
Потенциометр состоит из двух нсиодзилных полых
|
|
54 |
ферромагнитного |
ферромагнитных стаканов I и 2 и центрального |
|||
стержня 3 , |
на |
который насажен ферромагнитный |
вращающий диск |
4 . В каждой |
нз |
плоскостей, образованных ферромагнитными |
элементами магнитной системы потенциометра, находятся по одной секции неподвижной обмотки 5 и подвижной компенсирую щей обмотки 6, намотанной на каркас 7 со спиральной винтовой каиавкой1насаженной на стержень 3.
Подвижное устройство обмотки включает каркас 8 из
изоляционного материала со спиральной винтовой канавкой,
установленной во вращающемся диске 4. Синхронное вращение каркасов 7 и 8 обеспечивает четыре одинаковых шестеренки и
два водила.
Датчик Холла 9 установлен между основаниями полых стаканов I , 2 и торцами стержня 3 . Измерительные и компенси
рующие обмотки состоят из двух секций, включенных последова
тельно |
и встречно. |
|
|
|
|
Измерительная обмотка 5 подключена к источнику |
|
измеряемого тока, а компенсирующая обмотка подключена к |
|||
источнику стабилизированного постоянного тока. |
|
||
|
|
Если измеряемые компенсирующие ампервитки не |
|
равны между собой, то появляется результирующий поток |
д ф |
||
показанный на рис. І - 2 І штриховыми линиями. |
|
||
датчика |
Этот поток направлен перпендикулярно к плоскости |
||
Холла^ подключенного к источнику переменного тока, |
|||
как |
это |
показано на рис. 1-22. |
|
чика |
|
В результате появляется выходное напряжение да'в- |
|
Холла, которое усиливается фазочувствительныы усилителем |
55 -
Рис {-2і. КонструнтиВнаа схема
М В JCЛ
4<
Зявменmot* Іоаяа
56
!
Рис. f-22. Схепа Включения датчиков Халла
57
ІО и двигатель I I |
вращает подвижную часть |
многооборотного |
|||
потенциометра на |
такой угол |
eC |
г при |
которой резуль |
|
тирующий поток |
А ф |
уменьшится |
до |
0 . |
Следовательно, |
|
каядому значению неиавестного тока соответствует определен ный угол поворота подвиниой части.
Достоинством прибора является то, что оп универсален,
бесконтактен, а такпе является гчогооборотніш и дифференци
альны. что в целом улучшает метрологические качества уст
ройства.
Единственный недостатком этого устройства является нестабильность параметра элемента Холла, который приводит к появлению сигнала помок из-за нссимметрии параметров самого элемента. Холла.Недостатками рассмотренных схем являются
необходимость в потребляемой от источника с измеряемым током
мощности для создания ампервитков |
— I x . Wâc. , |
||
Вторым существенным недостатком схемы является |
|||
трудность |
подбора одинаковых по |
параметру элементов Холла : |
|
и наличие |
остаточной индукции в |
стали. |
|
Третьим, не менее валним недостатком схемы, явля ется наличие зазера на пути рабочего потока, что уменьшает несколько чувствительность схемы при тех я. габаритах ком пе ней;'уюг.его элемента.
Тем не менее схемы заслуяивают внимание, так как при ссответствуіхсм гаснете и подборе элементов схемы пог решности, вызванные вышеперечисленными особенностями схемы могут быт: сменены до допустимой величины.
-5 8 -
§1-5 АНАЛИЗ АВТОКОМПЕНСАТОРОВ ПОСТОЯННОГО ТОНА С
НАГНИТОУСІ'ІЛИТЕЛЬНШШ И НАГНИTOUOДУЛЯЦИОННШИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ .
В последние годы как отечестве иными, так и зарубежными
авторами предлагаются различные конструктивные и схемные решения по созданию так называемых магнитоусилительных и магнитомодуляционных преобразователей для автокомпенсацион-
ного измерения постоянного тока.
На рис. L-23 приведена конструкция компенсирующего элемента; выполненного на базе управляемого реверсивного
двухфазного асинхронного микродвигателя |
£ 2 9 J |
. |
|
Это устройство представляет собой реверсивный двухфаз ный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и сос редоточенными обмотками I и 2 статора, расположенных на рас щепленных полюсах 3 и 4 .
Полюс 4 управляемой фазы состоит из двух вставок 5 ,
изготовленных из материала о высокой магнитной проницае мостью, в.которых предусмотрены отверстия для управляющих обмоток б, обтекаемых постоянным током.
В одной из частей каждого расщепленного полюса с управляющей обмоткой б установлен поворотный постоянный магнит 8', связанный через редуктор 9 с валом ротора. В этом случае в двигателе могут сравниваться магнитные потоки,
создаваемые управляющей обмоткой 6, через которую пропускает ся измеряемый постоянный ток, и эталонным постоянным магни том 8 . Если между магнитными потоками управляющей обмотки 6
59
Ptrc. /-«?3 .Конструкция компенсирующею
злет&нта,Выполненного управляемого реЬерсивною дЗѵхфозно/ѵ асинхрон
ного микродвигателя
60
и постоянного магнита 8 нет заданного соответствия, то в ра бочем зазоре двигателя возникает переменный магнитный поток,
заставляющий вращаться ротор в сторону, обеспечивающуп исклю чения рассогласования.
Достоинством этого компенсирующего элемента является
его полная бесконтактность.
. К недостаткам относится сложность конструкции врмг
пенсирующего элемента.
Данная конструкция, созданная в 1957 году,обеспечила
отечественный приоритет по созданию бесконтактных магнитоио- .
дуляционных компенсирующих устройств и явилась приоритетом для создания многочисленных конструкций подобного вида как
sa рубежом,так и в СССР.
На рис. 1-24 представлена принципиальная схема авто
матического компенсатора с применением бесконтактного компен
сирующего |
элемента с поворотными магнитами |
С |
30 |
J . |
|
|
|
образующий |
|||
. |
'ТрехОтеряневой замкнутый сердечник |
I , |
компенсационный элемент, выполнен симметричным в магнитном
отношении .относительно оси симметрии .проходящей через средний О'тернейьу Каждый из боковых стержней этого сердечника снабжен двумя вырезами, образующими перемычку.
;На перемычке одного стержня расположена обмотка уп
равления 2 , подключенная к источнику измеряемого напряжения
Um |
Обмотка смещения |
3, |
питается стабилизированным |
|||
напряжением |
- |
|||||
|
, |
|
В перемычке другого стержня |
|||
*ые$тся ;Зазор,в |
котором, |
-находится поворотный постоянный |
\