SU741160A1 - Automatic compensator - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к информационноизмерительной технике, а именно к устройствам измерени  электрических сигналов посто шого тока компенсационным методом, и может быть использовано в автоматических системах измерени  тока. Известно устройство, содержащее мапштотфовод , на полюсах которого размещены обмотки возбуждени , полюса выполнены с отверсти ми ДГ1Я управл ющих обмоток. В одной из частей каждого расщепленного полюса с управл ющей с моткой установлен поворотный посто нный магнит, св занный через редуктор с валом рото ра, вал ротора через редуктор св зан с блоком регистрации 1 . Конструкпл  представл ет собой реверсивный двухфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Особенность заключаетс  в том, что полюс управл емой фазы состоит из двух вставок, изготовленных из материала с вы сокой магнитной проницаемостью, в которых предусмотрены отверсти  дл  управл ющих обмоток посто нного тока. В двигателе сравниваютс  магнитные потоки, создаваемые управл ющей обмоткой, через которую пропускаетс  измер емый посто нный ток, и эталонным посто нным магнитом. Если между магнитными потоками управл ющей обмотки и посто тгого магнита нет заданного соответстви , то в рабочем зазоре двигател  возникает переменный магнтный поток, заставл ющий вращатьс  ротор в сторону , обеспечивающую исключение рассогласованн . Недостатком устройства  вл етс  сложность и нетехнологичность изготовлени  расщепленных полюсов, в которых должны бы1ъ помещены посто нные магниты на шарнире, а также сложность осуществлени  кинематической св зи i, каждого магнита с валом двигател . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство, содержащее компенсационный и исполнительный органы (к исполнительному органу относитс  электродвигатель переменного или посто нного тока с коллектором), выполне1шые в виде замкнутых магнитопроводов с обмотками возбуждени  на полюсах (у компенсационного органа на боковых выполнены модулирующие обмотки, 374 вьшолн ющие роль обмоток возбуждени ), измерктельнук обмотку на Т-образнрм полюсе и плоскук подвижнзто обмотку на компенсационном органе, подвижную обмотку -  корь электродвигател , а также усилитель, подаслюченньш к выходным обмотэсам компенсационного органа н электродвш те ю, редуктор, через который .элект родвигатель управл ет положением плоской подвнжной ббмотки и блока регистращш 2. По гтринципу действи  устройство магнитомодул ционное . В боковых стержн х магнитопровода имеютс  отверсти , через которые намотаны модулирующие обмотки, занитывающиес  перемен ным током. .Они создают магнитные потоки, которые замыкаютс  только по торцовым участкем магнитопровода. При этом ЭДС в других ; обмотках не наводитс . Результирующий поток замыкаетс  через боковые стержни и индуктирует в выходной обмотке переменную ЭДС, котора  усиливаетс  фазочзшствительньгм ycaiirfтелем и подаетс  на реверсивный двигатель, перемещающий плоскую подвижную обмотку до такого положени , при котором ЭДС на входе усилител  не станет равной нулю. Однако известное устройство достаточно сложЦель юобретешш - упрощение конструкции Это достигаетс  тем, что автоматический компенсатор, содержащий магнитопровод с полюсами , обмотки возбуждени , расположенные на полюсах, подвижную обмотку, обмотку измер емого напр жени , редуктор и блок регистращш, магнитопровод, вьшолнен с допол нительными полюса1УШ, размещенными друг про тив друга, и магнитными сердечниками, размещенными р дом с основными полюсами и через основной полюс, при этом коаксиально с  корем вьшолнен подвижный цилиндр с магнитными и немагнитными участками. На фиг. 1 представлена конструкци  автоматического компенсатора; на фиг. 2 - прштципиальна  электрическа  схема автоматическог компенсирующего устройства. Компенсатор содержит магнитопровод 1, полюса 2 с обмотками посто нного тока 3. На магнитопроводе 1 имеютс  также два полюса 4 размещенные на магнитопроводе друг против друга с обмоткой 5, подключенной к измер емому напр женшо, и ферромагнитные сердечники 6 р дом с полюсами 2 и через полюс. Коаксиально с неподвижным . ферромагнитным  корем 7 выполнен подвижный неметаллический  корь 8 с печатной (или вьшолненной каким-либо другим способом) обмоткой 9 на поверхности, а также подвижный цилиндр 10 с магнитными 11 и немагнитными 12 участками . Выходной вал устройства через редуктор 13 св зан с блоком регистрации 14. 0 Работает j/стройство следующим образом. Когда измер емое напр жение на полюсах равно кулю,  олюс 2 создают вращающий момент, который приводит в движению подвижную обмотку 8 (устройство в этот момент работает как обьрп-м  мапшш посто нного TOKS) , а она, в свою очередь, через редуктор 13 - подвижный цилиндр и блок регистрацш 14. Вращение будет происхоидть до тех пор, пока магнитные участки II цилиндра не займут положение между основными полюсами 2 к ферромагнитньтми сердечниками 6, в результате чего поток возбузедени  замкнетс  через них по цешчке: полюс 2 - магнитный участок 11 подвижного цилиндра - ферромагнитный сердечник 6 - магнитопровод 1 корпуса устройства - полюс 2. Вращающий момент не будет создаватьс  и неметаллический  корь остановитс  (така  конструкци   кор  выбрана с целью умеш. ннерцио1шости подвижной части, что увеличивает точность устройства и понижает порог чувствительности , хот  возможно применение н обычной конструкции электрической машины посто нного тока). Блок регистрации 14 сделает отметку, соответствующую нулевому измер е жению . Схематически это можно следующим образом: - СХ4ил С1.{) Х Лд--Ф „,,-.Мр,5Мро5 0 змер емое нащ) жение на обмотках полюсов 4; маг штный поток, пронизьгеающий ротор устройства; ПОСГОЯ1ШЫЙ магнитный поток, создаваемый полюсами 2; электромагнитный вращающий момент , привод щий в движение  корь; электромагнитный вращающий момент, который создают полюса 2; угловое положение оси неферромагнитного участка, подвижного цилиндра относительно положени , при котором весь поток от полюсов 2  в етс  рабочим (см. фиг. 1); угловое положение оси магнитного участка 11 подвижного цилиндра , при котором весь поток от полюсов 2 замыкаетс  через них на ферромагнитный сердечник 6, определ етс  по допустимым потокал рассеивани ; координата пищущего механизма блока регистрации на диаграммной ленте; начало отсчета, соответствующее нулевому измер емому напр жению.The invention relates to information measuring technology, namely, devices for measuring electric signals of direct current by a compensation method, and can be used in automatic systems for measuring current. It is known a device containing a mass-photo-guide, on the poles of which the field windings are located, the poles are made with holes DGI of the control windings. In one of the parts of each split pole, a hinged permanent magnet is mounted to the coil driver and connected via a gearbox to the rotor shaft, the rotor shaft is connected to the registration unit 1 through a gearbox. The design is a reversible two-phase asynchronous motor with a squirrel cage. The peculiarity is that the pole of the controlled phase consists of two inserts made of a material with high magnetic permeability, in which holes are provided for the control windings of direct current. The motor compares the magnetic fluxes generated by the control winding, through which the measured direct current passes, and the reference permanent magnet. If there is no specified correspondence between the magnetic fluxes of the control winding and the permanent magnet, then an alternating magnetic flux arises in the working gap of the engine, causing the rotor to rotate in the direction that provides the exception mismatch. The drawback of the device is the complexity and low-tech manufacturing of split poles, in which permanent magnets on a hinge should be placed, as well as the complexity of the kinematic connection i, of each magnet with the motor shaft. The closest to the proposed technical entity is a device containing compensation and executive bodies (the executive body includes an AC or DC electric motor with a collector), made in the form of closed magnetic conductors with excitation windings at the poles (the compensation body has side modulating windings , 374 the role of the excitation windings), the measuring winding on the T-shaped pole and the flat winding on the compensation body, the movable A coil is a bark of an electric motor, as well as an amplifier connected to the output coils of the compensation organ on the electromotor, a reducer through which the electromotor controls the position of the planar control unit and the register unit 2. By the principle of operation, the device is magnetically modulating. In the side rods of the magnetic circuit there are holes through which the modulating windings are wound, which are occupied by alternating current. They create magnetic fluxes that are closed only along the end section of the magnetic circuit. At the same time EMF in others; no windings are induced. The resulting flow is closed through the side rods and induces a variable EMF in the output winding, which is amplified by the phase switch and is fed to a reversible motor that moves the flat moving winding to a position where the emf at the input of the amplifier does not become zero. However, the known device is rather complicated. It is simplified by the fact that an automatic compensator containing a magnetic circuit with poles, field windings located at the poles, a movable winding, a winding of the measured voltage, a reducer and a register unit, the magnetic circuit, is filled with additional poles. placed with each other and with magnetic cores placed near the main poles and through the main pole, with a movable cylinder with a mag itnymi and nonmagnetic portions. FIG. 1 shows the construction of an automatic compensator; in fig. 2 - Prstcipialnaya electrical circuit of the automatic compensating device. The compensator contains magnetic core 1, poles 2 with direct current windings 3. On magnetic core 1 there are also two poles 4 placed on the magnetic core against each other with a winding 5 connected to the measured voltage, and ferromagnetic cores 6 next to the poles 2 and through pole. Coaxial with fixed. ferromagnetic core 7 is made of movable non-metallic measles 8 with a printed (or otherwise completed) winding 9 on the surface, as well as a movable cylinder 10 with magnetic 11 and non-magnetic 12 sections. The output shaft of the device through the gear 13 is connected with the registration unit 14. 0 The j / device operates as follows. When the measured voltage at the poles is equal to kulya, the olus 2 creates a torque that drives the moving winding 8 (the device at this moment works like a continuous TOKS machine), in turn, through the gearbox 13 - the movable cylinder and the register block 14. The rotation will occur until the magnetic sections of the second cylinder have a position between the main poles 2 to the ferromagnetic cores 6, as a result of which the excitation flow closes through them along the chesh: pole 2 is the magnetic section 11 of the movable Cylinder — ferromagnetic core 6 — magnetic core 1 of the device body — pole 2. The torque will not be generated and nonmetallic measles will stop (such a core design is chosen for the purpose of mixing the moving part, which increases the accuracy of the device and lowers the sensitivity threshold, although it is possible conventional design of an electric DC machine). The registration unit 14 will mark the corresponding zero measurement. Schematically it can be as follows: - СХ4ил С1. () Х Лд - Ф „,, - Мр, 5Мро5 0 measured width on the windings of poles 4; magmatic flow, penetrating the rotor of the device; POSGOYYSHYY magnetic flux created by the poles 2; electromagnetic torque that drives measles; electromagnetic torque generated by the poles 2; the angular position of the axis of the non-ferromagnetic region, the movable cylinder relative to the position at which the entire flux from the poles 2 is working (see Fig. 1); the angular position of the axis of the magnetic section 11 of the movable cylinder, in which the entire flow from the poles 2 is closed through them to the ferromagnetic core 6, is determined by the allowable flow of scattering; the coordinate of the registration unit's squeaking mechanism on the chart tape; reference point corresponding to zero measured voltage.

При по влешга на зажимах обмотки 5 полюгав 4 измер емого напр жени  U ,, О (протем полюса 4 размещены на магнитопроводе таким образом и обмотки 5 включены по откоше1ию к обмоткам 3 полюсов 2 так, что создают противоположный вращающий момент) по вл етс When at the terminals of the winding 5, the polarity 4 of the measured voltage U ,, О is applied (the pole 4 is placed on the magnetic circuit in this way and the windings 5 are connected along the windings 3 of the poles 2 so that they create the opposite torque)

.магнитный поток, проход щий через подвижньпMagnetic flux passing through a motor

,и неподвижный  кор , который создает вращающий момент, и подвижный ротор поворачиваетс  и через редуктор мен ет положение подвижного гщлиндра и блока регистращти (передаточное отнощение редуктора выбираетс  достаточно большим , чтобы устранить погрещность от инерционности  кор , по отношегшю к блоку, регистрации может быть выбрано другое передаточное отношение, соответствующее ширине диаграммн пенты). В результате измен етс  положение магнитных участков 11 подвижного щшиндра и часть магнитного потока полюсов 2 будет проходить черезподвижный  корь и компенсирует магнитный поток от полюсов 4, пропорциональный измер емому напр жению. Подвижный  корь остановитс , пишущий механизм блока регистрации займет положение, соответствующее изме р емому напр жегшю. Схематически зто мож1го показать так : (. Mj. .в пол-Фх- 1па5 0 ра5 - г где Ф, - магнитный поток, создаваемый полю сами 4, пропорциональный Mj(. - электромагнитный вращающий момент создаваемьи полюсами 4 пропорщ ,оналъный измер емому шпр жеьшю; с - утповое положение оси магнитных участков подвижного цилиндра, пропорциональное измер емому напр же нию; X - координата пишущего механизма бло ка регистрации на диаграммной ленте в определенном масшгабе, соответствующа  измер емому напр жению к проградуированна  в единш1ах напр жени  (тока)., and a fixed core that generates torque, and a movable rotor rotates and, through a gearbox, changes the position of the movable cylinder and register unit (the gear ratio of the gearbox is large enough to eliminate the error from the inertia of the core relative to the block, another registration can be selected gear ratio corresponding to the width of the diagrams penta). As a result, the position of the magnetic sections 11 of the moving shchindra changes and a part of the magnetic flux of the poles 2 will pass through the movable measles and compensate for the magnetic flux from the poles 4, which is proportional to the voltage being measured. The movable measles will stop, the writing mechanism of the registration unit will take a position corresponding to the measured voltage. Schematically, this can be shown as follows: (. Mj. In half-Fx-1pa5 0 pa5 - g where F, is the magnetic flux created by the field itself 4, proportional to Mj (. - electromagnetic torque generated by the poles 4 is proportional to the measured flux rate c is the float position of the axis of the magnetic sections of the movable cylinder, proportional to the measured voltage, X is the coordinate of the writing mechanism of the recording unit on the chart tape at a certain scale, corresponding to the measured voltage to the calibrated one in the voltage (current).

Таким образом,.положение пишущего механизма однозначно определ етс  ве;гичи ой измер емого С51гнапа, подаваемого на обмотки полюсов 4 (вход устройства).Thus, the position of the writing mechanism is unambiguously determined by the number of measured C51 signals supplied to the windings of poles 4 (device input).

Благодар  новой совокупности существенныхThanks to the new essential set

Признаков досттнуто уменьшение колтпества злементов автомав еского колтенсатора, чтоThere are signs of a decrease in the collective volume of the elements of the automatic collector, which

упрощает конструкцию,simplifies the design,

Форма магннтопровода обеспечивает экранироание от внешнюю полей и наводок. Отсутствие незакрепленных проводов и уменьшение числа злементов приводит к повышению надежности и ресурса. Существешю сшскены габариты устройства, а также вес и расход материалов. Нет необходимости в источнике переменного тока, что важно при автономном пита}ши аппаратурь$ от аккумул торов и батарей, в частности в полевых услови х (в геологоразведке и нефт ной промышленности), устройство обладает повышенной искрой и взрьшобезопасностью по сравнению с реохордными приборами: Форм у.па изобретени  Автоматический компенсатор, содержапввд магнитопровод с полюсами, обмотки возбуждени , расположешйю на полюсах, подвижную обмотку, обмотку измер емого напр жени , редуктор и блок регистрации, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции , магш топровод выполнен с дополнительными полюсами, paзмeщeнны и друг против друга, и магнитными cepдeчникa «, размещенными р дом с осиоБными полюсами и через основной полюс, ирн этом коаксиально с  корем вьгаол1-:ен подвижный цилиндр с магнитными и немагнитньп ш участкарли. Источники информащо, прин тые во внимание при экспертизе 1.АЬторское свидетельство СССР № 239419, кл. G 01 R 17/00, 1965. 2.Зарипов М. Ф. Преобразователи с распределенными параметралот. М., Энерги , 1969, U. 125 (прототип).The magnet shape provides screening from external fields and pickups. The absence of loose wires and a decrease in the number of elements leads to an increase in reliability and resource. There are the dimensions of the device, as well as the weight and consumption of materials. There is no need for an alternating current source, which is important for autonomous power supply from batteries and batteries, in particular in field conditions (in geological exploration and the oil industry), the device has a higher spark and safety compared to rheochord instruments: Forms U.P. of Invention Automatic compensator comprising a magnetic core with poles, field windings located at the poles, a moving winding, a winding of the voltage being measured, a reducer and a recording unit, characterized in that Simplifying the design, the magnetic conductor is made with additional poles, spaced against each other, and magnetic cores placed near the polarity of the poles and through the main pole, irn this coaxially with the corner of the spiral, 1:: movable cylinder with magnetic and non-magnetic flux sections . Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate number 239419, cl. G 01 R 17/00, 1965. 2. MF Zaripov. Transducers with distributed parameterlot. M., Energie, 1969, U. 125 (prototype).

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Автоматический компенсатор, содержащий магнитопровод с полюсами, обмотки возбуждения, расположенные на полюсах, подвижную обмотку, обмотку измеряемого напряжения, _к редуктор и блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, магнитопровод выполнен с дополнитель· ными полюсами, размещенными друг против друга, и магнитными сердечниками, размещенными рядом с основными полюсами и через основной полюс, при этом коаксиально с якорем выполнен подвижный цилиндр с магнитными и немагнитными участками.An automatic compensator containing a magnetic circuit with poles, field windings located on the poles, a movable winding, a measuring voltage winding, _a gearbox and a recording unit, characterized in that, in order to simplify the design, the magnetic circuit is made with additional poles placed against each other and magnetic cores located near the main poles and through the main pole, while a movable cylinder with magnetic and non-magnetic sections is made coaxially with the armature.