[发明专利]一种同时测量旋转角速度、角加速度的便携式发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种同时测量旋转角速度、角加速度的发电机，更具体的是涉 及一种无旋转部件的，同时测量瞬时旋转角速度、角加速度的便携式发电机。

背景技术

旋转角速度和角加速度是两个非常重要的动态角参量，通过对角速度和角 加速度的测量，就可以分析旋转系统转轴对各种激励的响应情况。因此，旋转 角速度和角加速度测量在汽车、军事、航空航天、工业、电子等多个领域得到 了广泛的应用。

目前常用的测量瞬时角速度的发电机主要分为直流测速发电机和交流异步 测速发电机两大类：直流测速发电机在负载运行时，输出电压与转速并不能保 持严格的正比关系，存在误差，主要是由于电枢反应的去磁作用、电刷接触电 阻的非线性、以及温度的影响，此外由于铁心齿槽的存在，会产生一定的齿谐 波电动势；交流异步测速发电机运行时，输出特性同样存在非线性误差，主要 原因是转子旋转时产生的脉振磁场，以及杯型转子存在漏抗，除此之外，由于 交流异步测速发电机的两相定子绕组不完全垂直，或是气隙不均，磁路不对称， 亦或是空心杯转子的壁厚不均以及制造杯型转子的材料不均，都会造成一定的 剩余电压。

关于旋转角加速度的测量方法，可以分为直接测量法和间接测量法。直接 测量法一般是使用特殊敏感元件直接测量；间接测量法一般采用多个方位的直 线加速度传感器的输出进行合成(是目前的主流方法)，以及采用微分电路或微 分计算算法对角速度信号进行微分处理来获取角加速度。对于直接测量法，多 数检测装置的结构设计较复杂，且受频率等因素影响精度不高；间接测量法对 信号的处理比较麻烦，特别是延迟特性和噪声放大问题不易解决。

此外，常用的测速发电机和旋转角加速度测量装置，一般需要和被测旋转 设备的转轴同心连接，对于已经定型并正在使用的，且不能同心安装测速发电 机和旋转角加速度测量装置的场合，特别是只露出转轴中间部位的局部又不影 响原系统运行的场合，就无法用上述与转轴同心对接的方式进行测量。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了一种同时测量旋转角速度、 角加速度的便携式发电机。

本发明的目的采取下述技术方案实现：

一种同时测量旋转角速度、角加速度的便携式发电机，包括左支架、左铁 心组件、左磁钢组件、霍尔元件、右支架、右铁心组件、右磁钢组件、输出绕 组、轴承、紧固件和弹簧；

所述左支架设有铁心槽、挡板、安装孔和手柄；所述左铁心组件为扇环形 分体式结构，安装在左支架的铁心槽中，且各分体之间存在夹槽；所述左磁钢 组件和霍尔元件固定在左铁心组件分体之间的夹槽中，且为交错式排放；所述 左支架挡板设有轴承槽，轴承嵌放在槽中；

所述右支架设有铁心槽、挡板、安装孔和手柄；所述右铁心组件为扇环形 分体式结构，安装在右支架的铁心槽中；所述右铁心组件各分体之间存在夹槽， 且右铁心组件部分分体另设有绕组槽；所述右磁钢组件固定在右铁心组件分体 之间的夹槽中；所述输出绕组嵌放在右铁心组件分体的绕组槽中；所述右支架 挡板设有轴承槽，轴承嵌放在槽中；

所述左铁心组件的分体数目为六个；

所述嵌放在左铁心组件各分体夹槽之间的左磁钢组件为三块，磁极排放顺 序依次以SN、NS、SN；

所述嵌放在左铁心组件各分体夹槽之间的霍尔元件为两个；

所述右铁心组件的分体数目为四个；

所述嵌放在右铁心组件各分体夹槽之间的右磁钢组件为三块，磁极排放顺 序依次以SN、NS、SN；

所述嵌放在右铁心组件绕组槽中的输出绕组为单相集中绕组；

所述左、右支架均采用非铁磁材料制成，左、右铁心组件采用硅钢片叠制 而成，输出绕组采用电磁漆包线绕制而成。

本发明的有益效果：本发明的一种同时测量旋转角速度、角加速度的便携 式发电机，安装方便，占用空间小，无需使用联轴装置，使用时只需将被测转 轴夹紧即可，能够直接将输入的瞬时旋转角速度和角加速度同时转化为对应的 电信号输出；结构简单，信号引出方便，无需电刷等装置，不存在电刷接触电 阻造成的非线性误差，测量精度高；无旋转部件，对原旋转系统的转动惯量无 影响，动态响应特性好。

附图说明

图1为本发明的一种同时测量旋转角速度、角加速度的便携式发电机的结 构图；