Датчик положения ротора вентильного электродвигателя

 

ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий зубчатый ферромагнитный ротор и зубчатый статор, в пазах которого расположены последовательно соединенные секции чередующейся полярности обмотИБЛЙОШАI ки возбуждения и выходная обмотка, выполненная в виде встречно включенных полуфаз, соединенных последовательно , отличающийся тем, ЧТО, с целью увеличения коэффициента модуляции, каждая полуфаза содержит две группы секций чередующейся полярности с разным количеством витков, включенных последовательно-встречно, при ЭТОМ в первой полуфазе секции с большим количеством витков расположены на нечевных полюсах а секции с меньшим числом витков - на четных полюсах, втораяполуфаза имеет на нечетньк полюсах секции с меньшим количеством витков, а на четных - { с б,ольшим количеством витков.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (И}

g }} Н 02 К 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

tl ав О СНОМ CBWRTEIKCtev

l3i

ЙИЬЛИ0!ЕИА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3604177/24-07 (22) 18.04.83 (46) 07.08.84. Бюл . № 29 (72) А.А. Сухобрус, Э.Н. Ильин и В.Е. Агеев (53.) 621.313.13.014.2.621.382(088.8) (56) 1. Бесконтактные электродвигатели постоянного тока. И., "Информэлектро", 1970, с. 7-18.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 788291, кл . Н 02 Е 29/00, 1978. (54)(57) ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий зубчатый ферромагнитный ротор и зубчатый статор, в пазах которого расположены последовательно соединенные секции чередующейся полярности обмотки возбуждения .и выходная обмотка, выполненная в виде встречно включенных полуфаз, соединенных последова« тельно, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента, модуляции, каждая полуфаза содержит две группы секций чередующейся нолярности с разным количеством витков, включенных последовательно-встречно, при этом в первой полуфазе секции с большим количеством витков расположе» . ны на нечетных полюсах, а секции с меньшим числом витков — на четных полюсах, вторая полуфаза имеет на нечетных полюсах секции с меньшим количеством витков, а на четных - I с большим количеством витков.

11072

Изобретение относится к электротехнике, в частности к датчикам поло- жения ротора трансформаторного типа вентильных электродвигателей.

Известны датчики положения ротора, содержащие статор с .размещенными в его пазах обмотками возбуждения, подключенньпж к высокочастотному источнику переменного напряжения, и выходными обмотками. Безобмоточный ротор IO датчика жестко соединен с валом двигателя (! 3.

Недостатком такого датчика положения ротора является низкая мощность выходного сигнала, что требует вклю- 15 чения в цепь выходных обмоток-соответствующих усилителей мощности. Это, в свою очередь, приводит к усложнению электронного коммутатора.

Наиболее близким по технической 2р сущности к изобретению является датчик положения ротора вентильного электродвигателя, содержащий ротор в виде сектора из магнитомягкого материала и зубчатый статор, на зубцах Zs которого расположены последовательно соединенные секции чередующейся полярности обмотки возбуждения и выходная обмотка, выполненная в вице встречно включенных групп секций, соединенных р .между собой последовательно в. пределах полюсного деления, а сектор ротора выполнен с полюсной дугой, равной

90180 эл.град $2).

Недостатком известного датчика по-у . ложеиия ротора является невысокий коэффициент модуляции выходного сиг-, нала.

Цепь изобретения - повышение коэф фициента модуляции выходного напряже-40 ния, Указанная цель достигается тем, что в датчике положения ротора вен-. тильного электродвигателя, содержащем зубчатый Ферромагнитный ротор 45 . и зубчатый статор, в пазах которого расположены последовательно соединен-. ные секции чередующейся полярности обмотки возбуждения и выходная обмотка, выполненная в виде встречно вклю- р чеиных полуфаз, соединенных последо"вательно, каждая полуфаза содержит две группы секций чередующейся полярности с .разным количеством витков, включенных последовательно-встречно, количества которых выбраны из усло" вия 02 мавс " мин, где Н мсукс. с

U. „„ - максимальное и минимальное

24 модулнрование напряжения. соответственно групп секций с меньшим и большим количеством. витков, при этом в первой полуфазе секции с большим числом витков расположены на нечетных полюсах, а секции с меньшим числом витков — на четных полюсах, вторая полуфаэа имеет на нечетных полюсах секции с .меньшим числом витков, а на четных — с большим числом витков.

За счет этого результирующая ЭДС, иидуктируемая в полуфаэе при определенном соотношении витков W„ и W равна..нулю.

На фиг. 1 показан датчик положения ротора, поперечный разрез; на фиг. 2.- электрическая схема одной фаэы m-фаэной обмотки; на фиг.3— форма напряжения на полуфазе выходной обмотки датчика положения ротора.

Зубчатый статор 1 датчика положения ротора выполнен в виде пакета из штампованных ферромагнитных пластин, в пазах которого расположены обмотка .2 возбуждения и выходная обмо1ка 3. В расточке статора 1 коаксиально расположен ротор с ферромагнитными зубцами 4, набранными из штампованных пластин. Зубцы 4 жестко прикреплены к валу двигателя 5 через немагнитную цилиндрическую втулку 6 и расположены через 120 геометр. град, На фиг. 2 изображена первая фаза выходной обмотки 3 и взаимное расположение зубцов 4 ротора относительно зубцов (лолюсов) ?-24 статора 1. Она состоит нз двух полуфаз с выводными концамк соответственно (а, х) и (а

Ф 1 х ), Рервая полуфаэа содержит шесть соединенных последовательно секций, расположенных на полюсах 7, 10, 13, 16, 19 и 22, причем на нечетных полюсах 7, 13 и 19 расположены секции с большим количеством витков И, а на четных 10, 16 и 22 - с меньшим количеством витков.W

Вторая полуфаза расположена в тех же пазах, что и .первая нолуфаза, и содержит шесть секций, соединенных последовательно и расположенных на полюсах 7, 10, 13, 16, 19 и 22, при этом на. нечетных полюсах 7, 13 и 19 расположены секции с меньшим количеством витков W2, а на четных полюсах 10, 16 и 22.— с большим количеством витков W

Вторая и третья фазы соединены аналогично и расположены со сдвигом соответственно 120 и 240 эл.град.

3 . 110722

Секции обмотки 2 возбуждения соединены последовательно с образовани- ем чередующейСя полярности полюсов

7 - 24 статора 1 (фиг.. 2).

При подаче переменного напряжения высокой частоты на обмотку 2 Розбуждения (фиг, 1) в зубчатом статоре 1. возникают магнитные потоки, индуктирующие трансформаторные ЭДС в секциях выходной .обмотки 3, амплитуда ко- 10 торых определяется величиной магнитной проводимости для соответствующего магнитного потока.

В полюсах 7, 13 и 19 статора. 1, напротив которых находятся зубцы 4 ротора, магнитные потоки больше, чем в остальных зубцах статора 1. Соответственно отличаются и трансформа-. торные ЭДС в.секциях выходной обмотки 3.. 20 . При вращении ротора ЭДС в секциях выходной обмотки 3 модулируется по амплитуде с частотой вращения.

Рассмотрим для примера два крайних положения зубцов 4 ротора относительно полюсов статора 1, соответствующие максимальной и минимальной магнитным проводимостям первой фазы.

Расположение зубцов 4 ротора . (фиг. 2) соответствует максимальной .магнитной проводимости и в секциях. полюсов 7, 13 и 19 индуктируется ЭДС . с максимальной амплитудой U „„ (фиг. 3 ), а в секциях полюсов 10, 16 и 22 — с минимальной амплитудой

U „„„„ (фиг. 36).

При повороте зубцов. 4 ротора на

180 эл.град в секциях полюсов 7, 13

4 4 и 19 индуктируются ЭЛС с минимальной амплитудой У м (фиг. За).Проводимость магнитной цепи в этом положении минимальная. В секциях полюсов 10, 16 и 22 индуктируются ЭДС максимальной величины Ug+ayq (фиг. Зб). Проводимость магнитной цепи этих полюсов максимальна, так как зубцы 4 ротора перекрывают полюса 9-11, 15-17 и 21-23. При этом в секциях полюсов 10, 16 и 22 индуктируются ЭДС, сдвинутые по фазе на

180 эл. град, и в связи с этим ЭДС полуфазы находится как разность ЭДС секций полюсов 7, 13 и 19, имеющих большее количество витков, и ЭДС полюсов.10, 16 и 22, имеющих меньшее количество витков.

Результирующая ЭДС показана на фиг. 36. При определенном соотношении витков W„ и W минимальная амплитуда

U1ù „ полностью скомпенсирована. максимальным противофазным и равным по величине напряжением Б д„, при

2 макс этом коэффициент модуляции имеет наивысшее значение

K "-=1 при U О.

0 макс- Пмчн

+ макс сии

Техническими преимуществами изобретения являются снижение уровня высокочастотного. питающего напряжения, уменьшение мощности источника питания и мощности элементов нагрузки выходной обмотки путем разделения каждой полуфазы на две группы череду.щихся секций с разным количестВом витков, включенных последовательно.

1107224

Составитель А. Санталов

Редактор И. Николайчук Техред Л. Коцюбняк

Корректор E. Лушникова

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5772/39 Тираж 667

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5