SU1008660A1 - Speed indicator - Google Patents

Abstract

СПИДОМЕТР, содержащий синхронный микродвигатель, трехфазна  статорнай обйотка которого соединена с трехфазной обмоткой датчика, обмотку возбуждени , .немагнитный токопровод щий чувствительный элемент, счетный ме анн зм, противодействующую пружину , стрелку со шкалой и источник напр жени ,о Т л и ч а ю щ и и с   тем, чтсзу ;Сцелью .повышени  точности, он дополнительно снабжен двум  обмотками возбуждени , одна из которых имеет среднн о точку, трем  вентил ми, ;.трём  усилител ми, стабилизатором напр жени , стабилизатором тока, посто нным резистором, переменным резистором и конденсатором, при этом посто нный резистор включен последовательно в фазную цепь статорных синхронного микродвигател  .и параллельно входу первого усидител : выход которого через первый вентиль подключен к первой дополнительной обмотке возбуждени , переменный резистор , движок которого механически .св зан со стрелкой, и конденсатор соединены последовательно и включены между двум  фазными цеп ми статорНых обмоток синхронного микродвигател , причем переменный резистор включен параллельно входу второго усилител , выход которого через вентиль подключен к началу и средней точке второй дополнительной обмотки возбуждени , конденсатор подсоединен параллельно входу третьего усилител , выход которого через третий вентиль присоеди нен к концу и средней точке второй . дополнительной обмотки возбуждени  вход стабилизатора напр жени  подклю чен к источнику напр жени , а выход к всем усилител м и через стабили00 О) затор тока.к обмотке возбуждени . 0A SPEEDOMET containing a synchronous micromotor, a three-phase stator circuit, which is connected to a three-phase sensor winding, an excitation winding, a non-magnetic conductive sensitive element, a counting element, a counter-spring, an arrow with a scale and a voltage source, TL and h and with the aim of improving accuracy, it is additionally equipped with two excitation windings, one of which has a medium point, three valves,; three weights with amplifiers, voltage regulator, current stabilizer, constant a resistor, a variable resistor and a capacitor, while the constant resistor is connected in series to the phase circuit of the synchronous micromotor stator and parallel to the input of the first attendant: the output of which through the first valve is connected to the first additional excitation winding, the variable resistor whose slider is mechanically connected an arrow, and a capacitor are connected in series and connected between two phase circuits of the stator windings of a synchronous micromotor, the variable resistor being connected to the parallel no input of a second amplifier whose output is connected through a valve to the beginning and midpoint of the second additional excitation winding, a capacitor connected across the input of the third amplifier, whose output via a third valve nen of connecting the end and the middle point of the second. an additional excitation winding, the input of the voltage regulator is connected to the voltage source, and the output to all amplifiers and through stabilizer O) the current jam. to the excitation winding. 0

Description

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано дл  измерени  скорости движени  и пройденного пути транспортных машин например тракторов и автомобилей. Известны спидометры, состо щие и датчика - трехфазного синхронного микрогенератора и показывающего при бора, содержащего трехфазный синт хронный микродвигатель с ротором-ма нитом, на конце вала которого расположен круглый магнит. Между ним и кольцевым магнитопроводом находитс  немагнитный токопровод щий чувствительный элемент в виде колпачка. Кол пачок и стрелка, показывающа  скорость движени , закреплены на оси. Спидометр содержит также шкалу и спиргшьную противодействующую пружину , один конец которой прикреплен к оси.Конец вала микродвигател  через черв чную передачу соединен с механическим счетчиком пройденного пути 1. Однако вследствие того, что синхронный микродвигатель и чувствит.ел ный элемент вместе с магнитом и кол цевым магнитопроводом выполнены в виде отдельных узлов и расположены один за другим по оси прибора, пока зывающий прибор спидометра имеет ув личенные массу и габариты. Известен также спидометр, состо  щий из синхронного микродвигател  с посто нным магнитом, чувствительного элемента, счетного механизма, противодействующей пружинь и стрелки со шкалой С2 ., Масса и габариты,этого устройства уменьшены вследствие того, что немагнитный токопровод щий чувствительный элемент в виде диска помеще между статором и ротором-магнитом синхронного микродвигател . Недостатком известных спидометро  вл етс  низка  точность измерени  скорости движени , обусловленна  тем, что прибор юстируетс  только один раз в нормсшьных услови х посл его сборки, а изменение реальных условий работы прибора, т.е. измене ние температуры окружающей среды, старение магнита и спиральной противо действующей пружины и т.д., приводи к возникновению дополнительной погр ности . Цель изобретени  - повышение точ ности измерени . Указанна  цепь достигаетс  тем, что. спидометр, содержащий синхронный микродвигатель, трехфазна  статорна  обмотка которого соединена с трехфазной обмоткой да1тчика, обмотку возбуждени , немагнитный токопро вод щий чувствительный элемент, сче ный механизм, противрдействук дую пр жину, стрелку со шкалой и источник напр жени , дополнительно-снабжен двум  обмотками возбуждени , одна из которых имеет среднюю точку, трем  вентил ми, трем  усилител ми, стабилизатором напр жени , стабилизатором тока, посто нным резистором, переменным резистором и конденсатором, при этом посто нный резистор включен последовательно в фазную цепь статорных обмоток синхронного микродвигател  и параллельно входу первого усилител , выход которого через первый вентиль подключен к первой дополнительной обмотке возбуждени , переменный резистор, движок которого механически св зан со стрелкой, и конденсатор соединены последовательно и включены между двум  фазными цеп ми статорных обмоток синхронного микродвигател , причем переменный резистор включен параллельно входу второго усилител , выход которого через вентиль подключен к началу и средней точке второй дополнительной обмотки возбуждени , конденсатор подсоединен параллельно входу третьего усилител , выход которого через третий вентиль присоединен к концу и средней точке второй дополнительной обмотки возбуждени , вход стабилизатора напр жени  подключен к источнику напр жени , а выход - к всем усилител м и через стабилизатор тока к обмотке возбуждени . На фиг. 1 показана конструктивна  схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - его электрическа  схема. Устройство (фиг. 1) содержит трехфазный статор 1, установленный в корпусе 2, разноименные полюсы 3 и 4, ротора, скрепленные между собой с помощью немагнитного кольца 5 и винтов 6, подшипники 7 качени , на наружных обоймах которых установлены разноименные полюсы ротора, неподвижный консольный сердечник 8 прикреп-г ленный к корпусу и несущий не себе обмотки возбуждени , ротор 9, токопровод щий немагнитный чувствительный элемент 10 в виде колпачка, установленный на оси 11, наход щейс  в подшипниках 12 скбльжени , размещенных внутри неподвижного консольного сердечника, спиральную противодействующую пружину 13, стрелку и шкалу 14 и 15, стекло 16, колесо 17 счетного механизма, соединенное с черв ком вала одноименных колюсов 4 f ре-. зисторный датчик 18 положени  стрелки , регул тор 19 дл  изменени  токов в обмотках возбуждени . Сердечник статора, полюсы 3 и 4 сердечник 8 эьтолнены из магнитно-м гкой стали. Устройство включает также статор|Ную обмотку 20 датчика, статорную обмотку 21 приемника, обмотку 22 возбуждени , стабилизатор 23 тока, стабилизатор 24 напр жени , посто нный резистор 25, усилитель 26, вентильThe invention relates to instrumentation and can be used to measure the speed and distance traveled by transport vehicles, such as tractors and automobiles. Speedometers are also known, consisting of a sensor — a three-phase synchronous microgenerator and an instrument containing a three-phase synthesized micromotor with a rotor-magnet, at the end of the shaft of which a round magnet is located. Between it and the annular magnetic circuit there is a nonmagnetic conductive sensitive element in the form of a cap. The pack and arrow, indicating the speed of movement, is fixed on the axis. The speedometer also contains a scale and a single spring opposing spring, one end of which is attached to the axis. The end of the micromotor shaft is connected via a worm gear to a mechanical trip meter 1. However, due to the synchronous micromotor and sensing element, together with the magnet and the ring the magnetic core is made in the form of separate units and located one after the other along the axis of the instrument, the indicating instrument of the speedometer has an increased weight and size. Also known is a speedometer consisting of a synchronous micromotor with a permanent magnet, a sensing element, a counting mechanism, opposing springs and an arrow with a C2 scale. Mass and dimensions, this device is reduced due to the fact that a nonmagnetic conductive disk-shaped element is placed between stator and rotor magnet synchronous micromotor. A disadvantage of the known speedometer is the low accuracy of the measurement of the speed of movement, due to the fact that the device is adjusted only once under normal conditions after its assembly, and the change in the actual conditions of operation of the device, i.e. a change in the ambient temperature, aging of the magnet and a helical counter-acting spring, etc., lead to the occurrence of additional damage. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. This chain is achieved by. the speedometer containing a synchronous micromotor, the three-phase stator winding of which is connected to the three-phase winding of the sensor, the excitation winding, the non-magnetic current-conducting sensitive element, the counting mechanism, the counter-voltage spindle, the arrow with the scale and the voltage source, is additionally equipped with two windings, one of which has a midpoint, three valves, three amplifiers, a voltage regulator, a current stabilizer, a constant resistor, a variable resistor and a capacitor, while This resistor is connected in series to the phase circuit of the stator windings of the synchronous micromotor and parallel to the input of the first amplifier, the output of which through the first valve is connected to the first additional excitation winding, a variable resistor, the slider of which is mechanically connected to the arrow, and the capacitor are connected in series and connected between two phase the stator windings of the synchronous micromotor, and the variable resistor is connected in parallel with the input of the second amplifier, the output of which through the gate is connected The capacitor is connected parallel to the input of the third amplifier, the output of which is connected to the voltage source through the third valve, and the output of the amplifier to all the amplifiers of the second additional excitation winding. m and through the current stabilizer to the field winding. FIG. 1 shows a structural diagram of the device in FIG. 2 - his electrical circuit. The device (Fig. 1) contains a three-phase stator 1 mounted in the housing 2, opposite poles 3 and 4, rotors fastened to each other with a non-magnetic ring 5 and screws 6, rolling bearings 7, on the outer cages of which rotor poles of the opposite direction are mounted, fixed a cantilever core 8 attached to the body and carrying not the excitation winding, a rotor 9, a conductive non-magnetic sensitive element 10 in the form of a cap mounted on an axis 11 contained in sliding bearings 12 placed inside a fixed to onsole core, spiral counteracting spring 13, arrow and scale 14 and 15, glass 16, counting wheel 17 connected to the worm of the same barbell 4 f re-. a transistor sensor 18 for positioning the arrow; a regulator 19 for changing currents in the field windings. The stator core, the poles 3 and 4 of the core 8 are made of soft magnetic steel. The device also includes a stator | a winding 20 of the sensor, a stator winding 21 of the receiver, an excitation winding 22, a current regulator 23, a voltage regulator 24, a constant resistor 25, an amplifier 26, a valve

27, дополнительную обмотку 28, переменный резистор 29, усилитель 30, вентиль 31, дополнительную обмотку 32 возбуждени , конденсатор 33, усилитель 34, вентиль 35.27, additional winding 28, variable resistor 29, amplifier 30, valve 31, additional field winding 32, capacitor 33, amplifier 34, valve 35.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Колесо движущей : транспортной машины вращает ротор датчика микрогенератора и индуктирует трехфазную ЭДС в его обмотке 20. Статорные обмотки 20 и 21 датчика и приемника содинены электрически.The driving wheel: the transport machine rotates the rotor of the microgeneration sensor and induces a three-phase EMF in its winding 20. The stator windings 20 and 21 of the sensor and receiver are electrically connected.

Ток, протекающий по обмотке 21, создает вращающийс  магнитный поток с частотой вращени , пропорционально скорости движени  машины. Посто нный ток, например, от аккумул тора, протекающий по основной обмотке 22 возбуждени , создает в свою очередьThe current flowing through the winding 21 generates a rotating magnetic flux with a rotational speed proportional to the speed of the machine. A constant current, for example, from a battery flowing through the main excitation winding 22, in turn creates

свой магнитный поток, проход щий по its own magnetic flux passing through

неподвижному консольному сердечнику 8, воздушномузазору, полюсам 3 одно пол рности, например N, воздушному зазору, полюсам 4 другой пол рности, н&приМер S, воздушному зазору и снова по сердечнику 8. Чередующиес  полюсы N и S сцепл ютс  с противоположными полюсами вращающегос  статорного магнитного потока, и ротор 9 приходит в синхронное с ним вращение Результирующий магнитный поток пересекает чувствительный элемент 10 и индуктирует в нем ЭДС. Вихревые, токи взаимодейству  с результирующим вращающимс  магнитным потоком, рбуславливгиот по вление вращающегр момента чувствительного элемента 10 и поворот его и, соответственно, стрелки 14 на угол, пропорциональный измер емой скорости движени  машины. Пропорциональность обеспечивает дёйствие регул тора 19.fixed cantilever core 8, air gap, poles 3 of one polarity, for example, N, air gap, poles 4 of another polarity, n & amper S, air gap, and again along the core 8. The alternating poles N and S interlock with the opposite poles of the rotating stator magnetic flux, and the rotor 9 comes in synchronous rotation with it. The resulting magnetic flux crosses the sensitive element 10 and induces an emf in it. The eddy currents interact with the resulting rotating magnetic flux, causing the torque of the sensitive element 10 to appear and its rotation and, accordingly, the arrow 14 to an angle proportional to the measured movement speed of the machine. Proportionality provides a regulator action 19.

Регул тор работает следуквдим образом . .The controller works in the following way. .

Стабилизатор- 23 тока служит дл  стабилизёщии тока в обмотке 22 при изменении температуры Сс1мой обмотки и температуЕ л окружающей среды, т.е. при изменении ее активного сопротивлени . Обмотка 28, компенсирующа  действие реакции  кор , питаетс  от ;усилител  26. и вентил  27, входным сигналом которого  вл етс  падениеThe current stabilizer 23 serves to stabilize the current in the winding 22 when the temperature of the Csmmo winding and the ambient temperature changes, i.e. when its active resistance changes. The winding 28, which compensates for the action of the core reaction, is powered by; amplifier 26. and valve 27, whose input signal is a fall

напр жени  на резисторе 25, вызванное статорным ( корным) током. При размагничивающей реакции  кор  МДС обмотки 28 действует согласно с МДС обмотки 22. Обмотка 32 уменьшает температурные погрешности, вызванные, например, изменени ми удельного сопротивлени  чувствительного элемента 10, упругости противодействующей пружины 13, старением последней. Питаетс  обмотка 32 через вентили 31 и 35 от усилителей 30 и 34, входным сигналом дл  которых  вл ютс , соответственно , падени  напр жени  на переменном резисторе 29 и конденсаторе 33 неизменной емкости. Ползунок резистора 29 перемещаетс  вместе с осью 11. Резистор реализует зависимость R , где коэффициент пропорциональности; об - угол отклонени  или показани  стрелки 14, а конденсатор 33 - зависимость Х(« Ko/ где К 2 - коэффициент пропорциональности ; f - частота напр жени  питани  синхронного микродвигател . Если погрешность показани  стрелки отсутствует , то модули сопротивлений резистора 29 и koндeнcaтopa 33 равны, падени  напр жени  на них одинаковы, МДС обмотки 32 равна нулю. Если, например , стрелка Hfe доходит до точного значени  измер емой величины, то R результирукАца  МДС обмотки 32 действует согласно с МДС обмотки 22, увеличивает магнитный поток ротора 9 и момент на чувствительном элементе 10, стрелка 14 при этом перемещаетс  к точному значению до тех пор, пока момент чувствительного элемента 10 не уравновеситс  противодействующим моментом пружины 13. В случае, когда стрелка 14 переходит точное значение измер емой величины, то R x.f результирующа  МДС обмотки 32 уменьшает магнитный поток ротора 9 и стрелка 14 перемещаетс  к точному значению до установлени  равновесного состо ни  моментов. И в этом и другом случае стрелка не может достичь точного значени  измер емой величины, но использование усилителей 30 и 34 позвол ет эту разницу, т.е. погрешность, значительно уменьшить.the voltage across the resistor 25 caused by the stator (core) current. During the demagnetizing reaction, the core MDS of the winding 28 acts in accordance with the MDS of the winding 22. The winding 32 reduces temperature errors caused, for example, by changes in the resistivity of the sensitive element 10, the elasticity of the counter spring 13, and the aging of the latter. The winding 32 is fed through the valves 31 and 35 from the amplifiers 30 and 34, the input for which are, respectively, the voltage drops on the variable resistor 29 and the capacitor 33 of fixed capacitance. The slider of the resistor 29 moves with the axis 11. The resistor realizes the dependence R, where the proportionality coefficient; about - the angle of deviation or indication of the arrow 14, and the capacitor 33 - the dependence of X ("Ko / where K 2 is the proportionality coefficient; f is the frequency of the synchronous micromotor power supply. If the error of the indication of the arrow is absent, then the resistance modules of the resistor 29 and the constant 33 are equal , the voltage drops on them are the same, the MDS of the winding 32 is zero. If, for example, the arrow Hfe reaches the exact value of the measured value, then the R resultant MDS of the winding 32 acts according to the MDS of the winding 22, increases the magnetic flux of the rotor 9 and the moment the sensing element 10, the arrow 14 at the same time moves to the exact value until the moment of the sensitive element 10 is balanced by the opposing moment of the spring 13. In the case when the arrow 14 passes the exact value of the measured value, then R xf the resulting MDS of the winding 32 reduces the magnetic the flow of the rotor 9 and the arrow 14 moves to the exact value until an equilibrium moment is established. In this and the other case, the arrow cannot reach the exact value of the measured value, but the use of amplifiers 30 and 34 allows this difference, i.e. error, significantly reduce.

Claims (1)

СПИДОМЕТР, содержащий синхронный микродвигатель, трехфазная статорная обйотка которого соединена с трехфазнОй обмоткой датчика, обмотку возбуждения,,немагнитный токопроводящий чувствительный элемент, счетный механизм, противодействующую пружину, стрелку со шкалой и источник напряжения, отли ч а ю щ и й с я тем, что, с'целью повышения точности, ^!он дополнительно снабжен двумя обмотками возбуждения, одна из которых имеет среднюю точку, тремя вентилями, тремя усилителями, стабилизатором на пряжения, стабилизатором тока, постоянным резистором, переменным резистором и конденсатором, при этом постоянный резистор включен последовательно в фазную цепь статорных обмо···ток синхронного микродвигателя и параллельно входу первого усилителя^ выход которого через первый вентиль подключен к первой дополнительной обмотке возбуждения, переменный резистор, движок которого механически связан со стрелкой, и конденсатор соединены последовательно и включены между двумя фазными цепями статорных обмоток синхронного микродвигателя, причем переменный резистор включен параллельно входу второго усилителя, § выход которого через вентиль подключен к началу и средней точке второй дополнительной обмотки возбуждения, конденсатор подсоединен параллельно входу третьего усилителя, выход которого через третий вентиль присоединен к концу и средней точке второй . дополнительной обмотки возбуждения вход стабилизатора напряжения подключен к источнику напряжения, а выход к всем усилителям и через стабилизатор тока.к обмотке возбуждения.SPEEDOMETER, containing a synchronous micromotor, the three-phase stator coil of which is connected to the three-phase sensor winding, the field winding, a non-magnetic conductive sensing element, a counting mechanism, a counteracting spring, an arrow with a scale and a voltage source, distinguished by the fact that , s'tselyu increase ^accuracy! it is additionally equipped with two field windings, one of which has a midpoint, three gates, three amplifiers, a voltage stabilizer, a current stabilizer, a constant resistor, a variable resistor and a capacitor, while the constant resistor is connected in series to the phase circuit of the stator coils ··· current synchronous micromotor and parallel to the input of the first amplifier ^ whose output through the first valve is connected to the first additional field winding, a variable resistor, the motor of which is mechanically connected an arrow and a capacitor are connected in series and connected between two phase circuits of the stator windings of the synchronous micromotor, the variable resistor being connected parallel to the input of the second amplifier, the output of which through the valve is connected to the beginning and midpoint of the second additional field winding, the capacitor is connected parallel to the input of the third amplifier whose output through the third valve is connected to the end and midpoint of the second. additional field winding, the input of the voltage stabilizer is connected to a voltage source, and the output to all amplifiers and through the current stabilizer. to the field winding. 800 Г 0S800 g 0S