一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器的製造方法
2023-12-02 07:03:31
一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器，包括殼體、所述的殼體的中心設有一水平轉軸，其特徵在於：外定子鐵心安裝固定在殼體內，外定子的鐵心繞組槽內設置有輸出繞組，內定子鐵心內嵌入永磁磁鋼，杯形轉子固定並安裝在外定子鐵心與內定子鐵心的氣隙間，杯形轉子通過活動套與轉軸固定連接，轉軸通過兩個軸承安裝在殼體上，外定子的鐵心繞組的軸線與內定子鐵心內嵌入永磁磁鋼的磁軸互相正交。本發明與整個全採用永磁磁鋼的內定子結構相比，具有更高的靈敏度，且輸出電動勢與旋轉加速度一一對應，精度高，而且，結構簡單；由於傳感器與傳動系統同軸相聯，旋轉加速度信號獲取直接。
【專利說明】—種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種傳感器，具體涉及一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器。
【背景技術】
[0002]旋轉(角)加速度測量是機械量測量中的最常見測量之一，公知的永磁式旋轉(角)加速度其內定子整體採用永磁磁鋼，由於永磁磁鋼磁阻很大，交軸直軸磁阻相等，而由旋轉角加速度在杯形轉子中所產生的感應電勢大小有限，所以，該電勢產生的電流而產生的磁通會很小，從而在輸出繞組中產生的感應電勢會很小，傳感器的靈敏度很低。
【發明內容】
[0003]本發明針對現有技術的不足，提供一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器，具有更高的靈敏度，即在同一旋轉角加速度的情況下當輸出繞組匝數不變時，輸出繞組中能輸出更大的感應電勢。
[0004]一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器，包括殼體、底座、所述的殼體的中心設有一水平轉軸，殼體固定在底座上，外定子鐵心安裝固定在殼體內，外定子的鐵心繞組槽內設置有輸出繞組，內定子鐵心內嵌入永磁磁鋼，杯形轉子固定並安裝在外定子鐵心與內定子鐵心的氣隙間，杯形轉子通過活動套與轉軸固定連接，轉軸通過兩個軸承安裝在殼體上，外定子的輸出繞組的軸線(直軸)與內定子鐵心內嵌入永磁磁鋼的磁軸(交軸)互相正交。
[0005]另第二種形式:所述的永磁磁鋼嵌入外定子鐵心，輸出繞組設置在外定子鐵心內，外定子的輸出繞組的軸線(直軸)與嵌入外定子鐵心的永磁磁鋼的磁軸(交軸)互相正交。定子鐵心外設有非鐵磁材料固定套，該套與底座固定。
[0006]另第三種形式:所述的永磁磁鋼嵌入外定子鐵心，輸出繞組設置在內定子鐵心內，內定子鐵心的輸出繞組的軸線(直軸)與嵌入外定子鐵心的永磁磁鋼的磁軸(交軸)互相正交。定子鐵心外設有非鐵磁材料固定套，該套與底座固定。
[0007]所述的轉軸採用不鏽鋼材料製作，所述的殼體採用鐵磁材料製作，定子鐵心採用矽鋼片，所述的輸出繞組採用銅電磁線，所述的杯形轉子繞組採用電阻率小的銅或鋁。
[0008]有益效果:由於傳感器的直軸、交軸磁阻不同，所以與整個全採用永磁磁鋼的內定子結構相比，具有更高的靈敏度，且輸出電動勢與旋轉(角)加速度一一對應，精度高，而且，結構簡單；由於傳感器與傳動系統同軸相聯，旋轉(角)加速度信號獲取直接，因此，使用方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為實施例1的結構示意圖； 圖3為實施例2的結構示意圖；
圖4為實施例3的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0010]實施例1，如圖1、圖2所示，一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器，包括殼體2、所述的殼體的中心設有一水平轉軸1，外定子鐵心3安裝固定在殼體2內，外定子的鐵心繞組槽內設置有輸出繞組6，內定子鐵心4內嵌入永磁磁鋼7，杯形轉子5固定並安裝在外定子鐵心與內定子鐵心的氣隙間，杯形轉子通過活動套與轉軸固定連接，轉軸通過兩個軸承安裝在殼體上，外定子中的輸出繞組的軸線(直軸)與內定子鐵心內嵌入永磁磁鋼的磁軸(交軸)互相正交。
[0011]實施例2，如圖1、圖3所示，一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器，包括殼體2、所述的殼體的中心設有一水平轉軸1，外定子鐵心3外設有非鐵磁材料固定套8，該套安裝固定在殼體2內，所述的永磁磁鋼7嵌入外定子鐵心3，輸出繞組6設置在外定子鐵心3內，外定子中的輸出繞組的軸線(直軸)與嵌入外定子鐵心的永磁磁鋼的磁軸(交軸)互相正交，杯形轉子固定並安裝在外定子鐵心與內定子鐵心4的氣隙間,杯形轉子5通過活動套與轉軸I固定連接，轉軸I通過兩個軸承安裝在殼體2上。
[0012]實施例3，如圖1、圖4所示，一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器，包括殼體2、所述的殼體的中心設有一水平轉軸1，外定子鐵心3外設有非鐵磁材料固定套8，該套安裝固定在殼體2內，所述的永磁磁鋼7嵌入外定子鐵心3，輸出繞組6設置在內定子鐵心4內，內定子鐵心中的輸出繞組的軸線(直軸)與嵌入外定子鐵心的永磁磁鋼的磁軸(交軸)互相正交。杯形轉子固定並安裝在外定子鐵心與內定子鐵心的氣隙間，杯形轉子5通過活動套與轉軸I固定連接，轉軸I通過兩個軸承安裝在殼體2上。
[0013]其工作原理如下:以實例一為例,永磁勵磁磁鋼嵌於內定子鐵心中，輸出繞組嵌於外定子鐵心中，且輸出繞組的繞組軸線與永磁磁鋼的磁場方向互相正交，兩定子鐵心間構成了氣隙磁場，杯形轉子繞組位於內外定子鐵心間的氣隙內與定子同心，杯形轉子與傳感器轉軸聯接可相對於定子作旋轉運動。設輸出繞組的軸線為直軸，則永磁磁鋼軸線為交軸，磁力線通過內定子時，直軸方向的磁阻主要由內定子鐵心的鐵磁材料的磁阻決定，交軸方向的磁阻主要則由內定子中的永磁磁鋼磁阻決定，所以，直軸的磁阻遠小於交軸的磁阻。工作時，傳感器轉軸與被測系統的傳動軸同軸聯接。如被測系統的傳動軸作恆轉速運動，杯形轉子也作恆轉速運動，則杯形轉子繞組中產生電勢，此電勢產生轉子電流，轉子電流產生磁場，此時，該磁場磁勢幅值恆定，定子輸出繞組電勢為零；如被測系統的傳動軸作非恆轉速運動，即存在旋轉(角)加速度，則杯形轉子也作非恆轉速運動，由於，勵磁磁場恆定，則杯形轉子繞組中產生的電勢大小與系統的非恆轉速運動的轉速相對應，此電勢產生轉子電流，從而杯形轉子中產生隨時間變化的電流，該轉子電流所產生磁場磁勢幅值也隨時間變化，該磁勢幅值隨時間變化的磁場與定子輸出繞組交鏈，從而在定子輸出繞組中產生輸出電勢，該輸出電勢與系統的轉速變化相對應。而且，由於交軸磁阻遠比直軸磁阻大，所以，輸出繞組中產生的感應電動勢與整個內定子都由永磁磁鋼構成的情況相比，對應於同一輸出繞組匝數、同一磁場強度、同一旋轉角加速度，則直軸、交軸磁阻不同的結構能輸出更大的輸出電動勢，即靈敏度提高。
【權利要求】
1.一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器，其基本型:包括殼體、所述的殼體的中心設有一水平轉軸，其特徵在於:外定子鐵心安裝固定在殼體內，外定子的鐵心繞組槽內設置有輸出繞組，內定子鐵心內嵌入永磁磁鋼，杯形轉子安裝在外定子鐵心與內定子鐵心的氣隙間，杯形轉子通過活動套與轉軸固定連接，轉軸通過兩個軸承安裝在殼體上，外定子的輸出繞組的軸線與內定子鐵心內嵌入永磁磁鋼的磁軸互相正交。
2.根據權利要求1所述的一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器，其特徵在於:所述的永磁磁鋼嵌入外定子鐵心，輸出繞組設置在外定子鐵心內，外定子鐵心外設有非鐵磁材料固定套，該套安裝固定在殼體內，外定子的輸出繞組的軸線與嵌入外定子鐵心的永磁磁鋼的磁軸互相正交。
3.根據權利要求1所述的一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器，其特徵在於:所述的永磁磁鋼嵌入外定子鐵心，輸出繞組設置在內定子鐵心內，外定子鐵心外設有非鐵磁材料固定套，該套安裝固定在殼體內，內定子鐵心的輸出繞組的軸線與嵌入外定子鐵心的永磁磁鋼的磁軸互相正交。
4.根據權利要求1所述的一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器，其特徵在於:所述的轉軸採用不鏽鋼材料製作。
5.根據權利要求1所述的一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器，其特徵在於:所述的殼體採用鐵磁材料製作。
6.根據權利要求1所述的一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器，其特徵在於:定子鐵心採用矽鋼片。
7.根據權利要求1所述的一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器，其特徵在於:所述的輸出繞組採用銅電磁線。
8.根據權利要求1所述的一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉角加速度傳感器，其特徵在於:所述的杯形轉子繞組採用電阻率小的銅或鋁。
【文檔編號】G01P15/08GK104034916SQ201410259099
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月11日 優先權日:2014年6月11日
【發明者】馮浩, 趙浩, 丁立軍 申請人:杭州電子科技大學