Экологичные технологии
Навигация
Библиотека
Скачать Книги
Поиск по сайту

Главная > Справочник по эл.машинам том 2 > 17.2. Датчики угла индукционные

17.2. Датчики угла индукционные

17.2. Датчики угла индукционные

17.2.1. Классификация и основные показатели

Датчики угла (ДУ) представляют собой информационные электрические машины, предназначенные для работы в счетно-решающих системах для получения выходного напряжения, в некотором диапазоне линейно зависящего от угла поворота ротора. Датчики угла выпускаются бесконтактные и контактные на частоту 400 и 1000 Гц в корпусном и бескорпусном исполнении.

Бесконтактные датчики угла с диапазоном линейности ±40 и +60° имеют явно-полюсный статор с двумя обмотками и явнополюсный безобмоточный ротор. Обмотка возбуждения и вторичная обмотка состоят из секций, сдвинутых в пространстве на одно зубцовое деление. Потоко-сцепление при повороте ротора в такой конструкции изменяется вследствие перераспределения магнитного потока в зубцах статора.

Заданный диапазон преобразования достигается выбором соответствующего числа полюсов ротора и числа зубцов статора. Так, в ДУ с диапазоном линейности ±60° число полюсов ротора 8, а в ДУ с диапазоном линейности + 30° число полюсов рогора 2.

Бесконтактные ДУ с диапазоном линейности ± 60° имеют также неявнополюсный статор. Обмотка возбуждения сосредоточенная, расположенная в двух противоположных пазах статора. В остальных пазах перпендикулярно МДС обмоток возбуждения уложены секции распределенной вторичной обмотки. Ротор датчика — безобмоточный двухполюсный. При повороте ротора от положения, соответствующего нулевому по-токосцеплению, секции вторичной обмотки последовательно охватываются потоком обмотки возбуждения. Зависимость выходного напряжения от угла поворота ротора определяется соотношением витков в секциях вторичной обмотки.

Бесконтактные ДУ с диапазоном линейности + 60° представляют собой двухкаскад-ную электрическую машину, состоящую из кольцевого трансформатора и функционального узла. Кольцевой трансформатор слу-

part7-7.jpg

Таблица 17.7. Классы точности датчиков угла

Показатель

Значение для класса точности

0,05

0,10

0,20

0,30

0,50

1,00

1,50

Погрешность отображения линейной зависи-

±0,05

±0,1

±0,2

±0,3

±0,5

±1

±1,5

мости выходного напряжения, % Отношение остаточного напряжения к кру-

0,5

1

2

3

5

10

10

тизне выходного напряжения, угл. мин, не более

жит для бесконтактного ввода энергии в функциональный узел.

Основными элементами функционального узла являются статор и ротор с двумя диаметральными пазами в каждом, в которые уложены обмотка возбуждения и вторичная обмотка. Положение ротора, при котором оси обмоток взаимно перпендикулярны, соответствует нулевому потокосцеплению и нулевому сигналу на вторичной обмотке ДУ. При повороте ротора из этого положения выходные напряжения изменяются по линейному закону за счет линейного изменения потокосцепления.

Контактные индукционные ДУ с диапазоном линейности ±80° в отличие от бесконтактных имеют только функциональный узел. Энергия в функциональный узел подается или снимается с помощью контактного узла.

В устройствах и системах автоматики ДУ выполняют функции: датчиков положения рабочего органа позиционных следящих систем, датчиков и приемников дистанционных передач компенсационного типа, датчиков разомкнутых измерительных систем для измерения углового положения задающего вала.

Классы точности ДУ устанавливаются по погрешности отображения линейной зависимости выходного напряжения и по отношению остаточного напряжения к крутизне выходного напряжения (табл. 17.7).

Погрешность отображения линейной зависимости указана в процентах наибольшего значения выходного напряжения и определяется так же, как для линейных ВТ.

Отношение остаточной ЭДС к крутизне выходного напряжения определяет чувствительность ДУ к минимальному углу поворота. При этом остаточная ЭДС измеряется на выводах выходной обмотки при нулевом положении рогора

Расшифровка обозначения большинства ДУ на примере датчика 90Д-32-1Д: 90 — диапазон линейности, угл. град; Д —

датчик (ДС — датчик синусный); 32 — внешний диаметр корпуса (статора), мм; 1 — корпусное исполнение; Д — модификация.

В обозначениях бескорпусных датчиков цифры и буквы после второго дефиса отсутствуют (например, 10Д-20Б1).

17.2.2. Датчики угла 10Д-20Б1, 15Д-32А,

15Д-32Б, 45Д-50М, 45Д-45,

45Д-20Б, 60Д-50

Указанные ДУ выполняются бескорпусными. Выводы — гибкие. На роторе и статоре имеются отметки нулевого положения. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — 1,2; выходной обмотки — 3, 4. Режим работы — продолжительный.

Технические данные ДУ приведены в табл. 17.8, габаритные и установочные размеры и масса — в табл. 17.9 и на рис. 17.4.

Условия эксплуатации датчиков угла

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц: 2000

10Д-20Б1, 15Д-32Б,

15Д-32А, 45Д-50М,

45Д-45, 45Д-20Б .... 300

60Д-50....... 2200

остальных...... 2000

ускорение, м/с2:

10Д-20Б, 15Д-32Б,

60Д-50....... 300

45Д-20Б, 15Д-32А,

45Д-45, 45Д-50М ... 100

Ударные нагрузки, м/с2:

10Д-20Б1, 15Д-32Б ... 290 15Д-32А, 45Д-50М, 45Д-20Б 120

60Д-50........ 80

Температура окружающей среды, СС:

10Д-20Б1, 15Д-32Б,

15Д-32А, 45Д-50М, 45Д-45,

45Д-20Б.......-60-4- +100

60Д-50........-60-г +125

Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98

Таблица 17.8. Технические данные датчиков угла 10Д-20Б1, 15Д-32А, 15Д-32Б, 45Д-50М,

45Д-45, 45Д-20Б, 60Д-50

Тип

и, в

/, Гц

а, град

S,

мВ/мин

«ост. мин

Я, %

Ф,

град

*„, кОм

АКТ,

%

Фа, град

Вф, град

'г. ч

10Д-20Б1

4

1000

±5

1,3

2,25

1,5

50

0,5

7

2

7

200

15Д-32А

36

400

+ 6

57

0,7

1,5

15

5

5

3

3,5

2200

15Д-32Б

36

1000

+ 6

83,3

0,6

1,5

10

5

2

2

4

200

45Д-50М

36

400

+ 40

4,6

6,5

1

30

20

5

0,6

4

3000

45Д-45

36

400

+ 40

16,7

3,6

1

7

10

2,5

-

2200

45Д-20Б

36

1000

+ 30

6,4

3,9

1,5

17

10

2,5

2,5

3

200

60Д-50

36

400

+ 60

3

7

1

7

5

3

2200

40

1000

+ 60

3

7

1

3

5

1,5

2200

Примечание. В таблице приняты обозначения• а — угол поворота ДУ; S — крутизна выходного напряжения; ежт — остаточная ЭДС; Н — нелинейность характеристики; <р — сдвиг фаз выходного напряжения относительно напряжения возбуждения; RH — активное сопротивление нагрузки; AKj — изменение коэффициента трансформации при изменении температуры окружающей среды; сра — изменение фазы выходного напряжения от угла поворота ротора в диапазоне линейности выходной характеристики; 5ф — изменение сдвига фаз выходного напряжения

Таблица 17.9

Габаритные и установочные

размеры, мм, и

масса

Тип ДУ

Рис. 17 4

dn

dn

du

kx

Масса, кг

10Д-20Б1

а

20

19,3

11,6

3

_

8,5

6,64

0,015

15Д-32А

б

32

17

5,5

16,5

0,06

15Д-32Б

б

32

-

17

5,5

16,5

0,06

45Д-50М

в

50

48,8

33,5

14

9,7

3,7

0,06

45Д-45

г

47

43,5

26

5,5

8

17

9,5

0,125

45Д-20Б

д

20

19

11,5

3

14,8

7,7

0,02

60Д-50

е

50

20

12

0,07

Рис. 17.4. Габаритные и установочные размеры датчиков угла: ■10Д-20Б1, 6-15Д-32А, 15Д-32Б, *-45Д-50М, г-45Д-45; <)-45Д-20Б; е - 60Д-50

part7-8.jpg

Рис. 17.4.

17.2.3. Датчики угла 45Д, 50Д

Датчики угла 45Д, 50Д — корпусные бесконтактные. Входные и выходные обмотки ДУ расположены на статоре. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — /, 2; выходной — 3, 4. Крепление ДУ — фланцевое с упорным буртиком. Режим работы — продолжительный.

Основные технические данные датчиков угла 45Д и 50Д приведены в табл. 17.10, габаритные и установочные размеры и масса—в табл. 17.11.

Условия эксплуатации датчиков угла

Вибрационные нагрузки: диапазон частот, Гц: 45-20-1, 45Д-12-1, 45Д-50-1С, 45Д-32-2, 50Д-32-1, 45Д-32-3 ... 300

45Д-50-1, 45Д-32-1Б,

45 Д- 32-4...... 2000

ускорение, м/с2

45Д-20-1, 45Д-12-1,

45Д-50-1С, 45Д-32-2,

50Д-32-1, 45Д-32-3 ... 100

45Д-50-1, 45Д-32-1Б,

45Д-32-4...... 150

Ударные нагрузки, м/с2 ... 120

Температура окружающей среды, °С:

45Д-20-1, 45Д-12-1 . . . .-60 ч- +100 45Д-50-1, 45Д-32-1Б,

45Д-50-1С....... -60ч- +150

45-32-2........ -60ч- +160

50Д-32-1, 45Д-32-4 .... -60+ +200

45Д-32-3....... -60ч- +250

Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98

Таблица 17.10. Технические данные датчиков угла 45Д и 50Д

Тип ДУ

и, в

/, гц

а, град

S,

мВ/мин

МИН

И, %

Ф,

град

кОм

АКТ,

8ф, град

Фа,

град

'г, ч

45Д-50-1

36

400

+ 40

9,6

2,6

0,5; 1

7 + 5

10

1

1,4

3

3000

45Д-50-1С

36

400

+ 40

5

2

0,3; 0,7

0 + 3

10

0,5

1

1

2200

45Д-32-1Б

36

1000

+ 35

5,7

3,5

0,3

2 + 5

10

0,4

1

2

3000

45Д-32-2

36

400

±30

,6,7

4,5

0,5

7 + 5

5

1

2

2

1000

45Д-32-3

36

400

±30

6,7

4,5

0,5

3 + 5

5

0,5

1

2

1000

45Д-32-4

40

1000

±35

6

3,3

0,3

0 + 5

10

0,4

1

2

1200

45Д-20-1

36

400

±30

5,8

3,5

1

30+10

10

4

2

1

ЗОШ

45Д-12-1

12

400

+ 30

3,3

4,5

1

11+5

10

6

1

1

2200

50Д-32-1

36

400

+ 40

5,1

6,9

0,5

2 + 2

10

1,5

1

1

1000

part7-9.jpg

Таблица 17.11. Габаритные и установочные размеры, мм, и масса

Мас-

Тип ДУ

d2 5

di

'i

са,

кг

45Д-50-1

48

45

32

4,5

34,5

12,4

0,27

45Д-50-1С

50

48,5

32

4,5

43,1

12,8

0,4

45Д-32-1Б

32

30,5

25

3,5

36,5

8,4

0,13

45Д-32-2

31,8

30,5

20

3,5

30

5

0,1

45Д-32-3

32

30,5

20

3,5

30

5

0,1

45Д-32-4

31,8

30,5

25

3,5

30

8,4

0,1

45Д-20-1

22

20,5

20

3,5

32,6

8

0,065

45Д-12-1

12

11,2

10

1,8

24

6,2

0,015

50Д-32-1

32

25

4,5

47,5

12,4

0,17

17.2.4. Датчики }гла 90Д-20-2, 90Д-12-1

Датчики угла 90Д-20-2, 90Д-12-1 -корпусные контактные. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — 1, 2; выходной — 3, 4. Крепление ДУ — фланцевое с упорным буртиком. Режим работы — продолжитель-

Условия эксплуатации датчиков угла 90Д-20-2, 90Д-12-1

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ... 300

ускорение, м/с2..... 100

Ударные нагрузки, м/с2 ... 120 Температура окружающей среды, °С ......... -60- +100

Относительная влажность воздуха при температуре 40 "С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . 2200

ный. Напряжение питания 12 В, частота напряжения питания 400 Гц.

Основные технические данные датчиков приведены в табл. 17.12, габаритные и установочные размеры — на рис. 17.5.

Рис. 17.5. Габаритные и установочные размеры датчиков угла 90Д-20-2, 90Д-12-1, 50ДС-32-1, 90Д-32-1Д

Т аб л

и ца

17.12.

Технические данные

датчиков угла 90Д-20-2,

90Д-12-1

Тип ДУ

/, мА

а, град

S, мВ/мин

e0JS, мин

я, %

град

кОм

Фа. град

6ф, град

Масса, кг

90Д-20-2 90Д-12-1

20 40

+ 80 ±70

1,66

1,43

1,8 14

0,2

1

5 + 3 7±5

50 10

0,4 3

1

1,5 1

0,05 0,02

part7-10.jpgpart7-11.jpg

17.2.5. Датчик угла 50ДС-32-1

Датчик угла 50ДС-32-1 — синусный бесконтактный индукционный. Крепление ДУ — фланцевое с упорным буртиком. Режим работы — продолжительный.

Габаритные и установочные размеры ДУ 50ДС-32-1 показаны на рис. 17.5.

Технические данные датчика угла 50ДС-32-1

Напряжение питания, В .... 36 Частота напряжения питания, Гц 400

Потребляемый ток, мА..... 55

Погрешность отображения синусной зависимости, %.....0,5

Рабочий угол, град.....±50

Крутизна выходного напряжения,

мВ/мин.......... 9

Отношение остаточной ЭДС к крутизне, мин........ 2,8

Сдвиг фазы выходного напряжения относительно входного, град 2 + 2 Сопротивление нагрузки, кОм . . 5 Изменение коэффициента трансформации при изменении температуры окружающей среды на каждые

40°С, %.........0,5

Изменение фазы выходного напряжения при изменении температуры окружающей среды на каждые

40°С,град......... 1

Масса, кг..........0,17

Условия эксплуатации датчика угла 50ДС-32-1

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ... 300

ускорение, м/с2..... 100

Ударные нагрузки, м/с2 . . . 120 Температура окружающей среды, °С ......... -60+ +200

Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . . 1000

17.2.6. Датчик угла 90Д-32-1Д

Датчик угла 90Д-32-1Д - двухфазный линейный бесконтактный индукционный. Электрическая схема ДУ показана на рис. 17.6. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — 1, 2, выходных — 3 — 6. Концы обмоток выведены на контактные кольца /— V, расположенные по окружности корпуса. Режим работы — продолжительный.

Габаритные и установочные размеры ДУ приведены на рис. 17.5.

Технические данные датчика угла 90Д-32-1Д

Напряжение питания, В .... 36 Частота напряжения питания, Гц 400 Потребляемый ток, мА .... 100 Диапазон линейности, град ... +70 Крутизна выходного напряжения,

мВ/мин......... 10

Нелинейность, %....... 2

Сдвиг фазы выходного напряжения относительно входного, град 20 + 7 Отношение остаточной ЭДС к крутизне, мин........ 10

Сопротивление нагрузки, кОм . . 20 Изменение коэффициента трансформации при изменении температуры окружающей среды на

каждые 40 °С, %...... 4

Изменение фазы выходного напряжения от угла поворота ротора в диапазоне линейности, град 4 Изменение фазы выходного напряжения при изменении температуры окружающей среды на каждые 40 °С, град...... 2

Масса, кг..........0,22

Условия эксплуатации датчика угла 90Д-32-1Д

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ... 300

ускорение, м/с2..... 100

Ударные нагрузки, м/с2 . . . 120 Температура окружающей среды, °С .........-60+ +100

Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . 2200

Рис. 17.6. Электрическая схема датчика угла 90Д-32-1Д

part7-12.jpg

17.2.7. Датчики угла 90Д-32-3, 90Д-20-1

Датчики угла 90Д-32-3, 90Д-20-1 - бесконтактные линейные индукционные. Датчик 90Д-32-3 униполярного типа. Обозначение выводов обмоток возбуждения — 1, 2, выходной — 3, 4. Крепление ДУ — фланцевое с упорным буртиком Режим работы — продолжительный.

Технические данные ДУ приведены в табл. 17.13, габаритные и установочные размеры и масса — в табл. 17.14 и на рис. 17.7.

Условия эксплуатации датчиков угла 90Д-32-3 и 90Д-20-1

Вибрационные нагрузки: диапазон частот, Гц:

90Д-32-3...... 2000

90Д-20-1...... 300

ускорение, м/с2:

90Д-32-3...... 150

90Д-20-1...... 100

Ударные нагрузки, м/с2:

90Д-20-1, 90-32-3 .... 120

Температура окружающей среды, °С:

90Д-32-3.......25-250

90Д-20-1.......-60-=- +100

Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, %

90Д-20-1, 90-32-3 .... 98

Гарантийная наработка, ч:

90Д-32-3....... 1200

90Д-20-1....... 3000

Таблица 17.14. Габаритные и установочные

размеры, мм, и масса датчиков угла

90Д-32-3 и 90Д-20-1

Тип ДУ

Рис.

17.7

dx

ho

Масса, кг

90Д-32-3 90Д-20-1

а б

32

22

28 20

3,5 3,5

45 55

36,8 46,3

0,15 0,03

Таблица 17.13. Технические данные датчиков угла 90Д-32-3 и 90Д-20-1

Тип

и, в

/, Гц

/, мА

а, град

S,

мВ/мин

<w/s.

мин

Я, %

Ф, град

*н, кОм

АКТ,

%

Фа, град

5ф, град

90Д-32-3 90Д-20-1

40 36

1000 400

40 30

0-180 ±80

0,74 3,85

25 7,8

0,4 0,5

0 + 6 10±10

10 10

1 6

5

4

Рис. 17.7. Габаритные и установочные размеры датчиков угла 90Д-32-3(а) и 90Д-20-1(б)

17.2.8. Датчик угла ДУ-34-1

Датчик угла ДУ-34-1 — бескорпусный индукционный. Датчик имеет по две взаимно перпендикулярные обмотки на роторе и статоре. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — PI {HI, красный), Р2 (К1, желтый); квадратурной — РЗ (Н2, зеленый), Р4 (К2, коричневый);, выходной — Cl {HI, красный), С2 {К1, синий) и СЗ (Н2, зеленый); С4 {К2, коричневый). Крепление ДУ — фланцевое. Режим работы — продолжительный.

Габаритные и установочные размеры ДУ показаны на рис. 17.8.

Технические данные датчика угла ДУ-34-1

Напряжение питания, В..... 40

Частота напряжения питания, Гц 1000

Рабочий угол поворота ротора, град 360 Потребляемый ток возбуждения

холостого хода, А..... 0,06

part7-13.jpg

Рис. 17.8. Габаритные и установочные размеры датчика угла ДУ-34-1

Остаточное напряжение, мВ ... 50

Асимметрия нулевых положений ротора, угл. мин...... 6

Неравенство коэффициентов трансформации, угл. мин .... 6

Крутизна выходного напряжения, мВ/угл. мин........13,5

Погрешность следования трансформаторной дистанционной передачи, угл. мин...... 15

Максимальное выходное напряжение холостого хода, В .... 46

Масса, кг..........0,055

Рис. 17.9. Габаритные и установочные размеры датчиков угла БДУ-34Б-1, БДУ-38-Н

Условия эксплуатации датчика угла ДУ-34-1

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ... 5 — 2000

ускорение, м/с2..... 100

Ударные нагрузки, м/с2 . . . 350 Температура окружающей среды, °С ......... -60+ +100

Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . . 2000

17.2.9. Датчик угла БДУ-34Б-1

Датчик угла БДУ-34Б-1 — бесконтактный индукционный. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — 1,2; выходных — 3, 4 и 5, 6. Выходные обмотки взаимно перпендикулярны. Крепление ДУ — фланцевое с упорным буртиком. Режим работы — продолжительный.

Габаритные и установочные размеры ДУ даны на рис. 17.9.

Технические данные датчика угла БДУ-34Б-1

Напряжение питания, В .... 40 Частота напряженного питания, Гц 1000 Рабочий угол поворота ротора, град 360 Потребляемый ток возбуждения, А 0,055 Остаточное напряжение, мВ . . 30 Асимметрия нулевых положений

ротора, угл. мин...... 6

Неравенство коэффициентов трансформации, угл. мин .... 6 Крутизна выходного напряжения,

мВ/угл. мин........ 7

Погрешность следования трансформаторной дистанционной передачи, угл. мин...... 15

Максимальное выходное напряжение, В.......... 24

Масса, кг..........0,22

Условия эксплуатации датчика угла БДУ-34Б-1

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ... 5 — 1000

ускорение, м/с2..... 100

Ударные нагрузки, м/с2 . . . 350

part7-14.jpgpart7-15.jpgpart7-16.jpg

Температура окружающей среды, °С .........-60-^ +85

Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98

Гарантийная наработка, ч . . 5500

17.2.10. Датчик угла БДУ-38-П

Датчик угла БДУ-38-П — бескорпусный индукционный. Обозначение выводов обмоток : возбуждения — 1,2 (красный, черный), выходной — 3, 4 (синий, белый). Режим работы — продолжительный.

Габаритные и установочные размеры ДУ приведены на рис. 17.9.

Технические данные датчика угла БДУ-38-Н

Напряжение питания, В .... 40 Частота напряжения питания, Гц 1000

Рабочий угол поворота ротора, град ± 5

Потребляемый ток возбуждения, А 0,17

Остаточное напряжение, мВ ... 100 Крутизна выходного напряжения,

мВ/угл. мин....... 135

Сопротивление нагрузки, кОм . . 50

Нелинейность, %....... 5

Масса, кг.......... 0,06

Условия эксплуатации датчика угла БДУ-38-П

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ... 5 — 2000

ускорение, м/с2..... 150

Ударные нагрузки, м/с2 ... 350 Температура окружающей среды, °С ........ -60-=- +85

Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . 550