Вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к бесконтактным вентильным электродвигателям с встроенными датчиками углового положения. Целью изобретения является упрощение конструкции вентильного электродвигателя и повышение крутизны выходного сигнала его датчика углового положения. Вентильный электродвигатель содержит ротор 2 с 2 P полюсами, статор 1 с M- фазной якорной обмоткой, измерительную обмотку 10 датчика углового положения, каждая фаза которой состоит из двух последовательно соединенных между собой полуфаз 4 и 5 и составляет с источником переменного напряжения высокой частоты со средней точкой полумостовую схему. Двигатель снабжен тороидальной обмоткой смещения, состоящей из последовательно и согласно соединенных между собой катушек 10, намотанных на спинке статора через его пазы, а полуфазы измерительной обмотки намотаны через отверстия, выполненные в спинке статора, причем полуфазы каждой фазы расположены друг относительно друга со смещением на угол, кратный полюсному делению, а ось каждой полуфазы измерительной обмотки датчика совпадает с осью катушечной группы соответствующей фазы якорной обмотки. Для лучшего использования объема спинки статора отверстия для полуфаз измерительной обмотки датчика расположены на оси зубцов статора, а катушки обмотки смещения расположены между полуфазами измерительной обмотки. Каждая полуфаза измерительной обмотки может состоять из одной катушки, выполненной с шагом, равным одному зубцовому делению статора, а для катушек смещения с наружней стороны статора могут быть выполнены пазы. Обмотка смещения подключается к источнику постоянного тока. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

COI03 СОВЕТСНИХ

СО1.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

151) 4 Н 02 К 29/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ 1

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „, -К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Риа. 1! (21) 4398357/24-07 (22) 28.03 ° 88 (46) 07,12.89. баюл. 1 - 45 (72) Б,11,фроловский, А.А,Замбржмцкий и М,И.Лузин (53) 621.313.292(033,3) (56) Латен; Японии I 39-13675 кл. 55 А 42, 1964, Авторское свидетельство СССР ь 955398, кл. II 02 К 29/12, 1932. (5 4), 1 .11ТИ. 1Ы II,IÉ ХЕ К 1 (НВ11ГАТЕЛЬ (57) 11эобретение от осится к электро1ехнике, -, частности к бесконтактным вентильиым м ектродвигателям с встро епны .и датчиками углового положения.

Целью изобретения являе fcH упрощение конструкции веiiтильного электродвигателя и повышение крутизны выходного сигнала его датчика углового поÄÄSUÄÄ 1527689 А1 ложения. Вентилыи1й электродвигатель содержит ротор 2 с 2р полюсами, статор 1 с ш-фазной якорнэй обмоткой, измерительную обмотку датчика yr лового положения, каждая фаза которои состоит из двух последовательно соединенных между собой полуфаз 4 и 5 и составляет с источником переменного напряжения высокой частоты со средней точкой полумостовую схему.

Двигатель снабжен тороидальной обмоткой смещения, состоящей из последовательно и согласно соединенных между собой катушек 10, намотанных на спинке статора через его пазы, а полуфазы измерительной обмотки намотаны через отверстия, выполненные в спинке статора, причем полуфаэы каждой фазы расположены друг относитель1527689

10 но друга со смещением на угол, кратный полюсному делению, а ось каждой полуфаэы измерительной обмотки датчика совпадает с осью катушечной группы соответствующей фазы якорной обмотки. Для лучшего использования объема спинки статора отверстия для полуфаз измерительной oGMQTKH датчика расположены на оси зубцов статора, а катушки обмотки смещения расИзобретение относится к электротехнике, в частности к бесконтактным вентильным электродвигателям, Цель изобретения — упрощение конструкции электродвигателя и повышение крутизны выходного сигнала его датчика углового положения, На фиг. 1 представлен вентильный электродвигатель с встроенным датчиком углового положения, общий вид; на фиг ° 2 — схема соединения измерительных обмоток датчика положения.

Бентильный электродвигатель с встроенным датчиком углового положения содержит статор 1 с двадцатью четырьмя пазами, ротор 2 с 2р полюсами, трехфазную якорную обмотку 3, размещенную в пазах статора 1, трехфазную измерительную обмотку датчика углового положения, каждая фаза которой, например фаза А, состоит из намотанных через отверстия в спинке статора

1 и последовательно соединенных между собой полуфаз 4 и 5, ось симметрии которых совпадает с осью симметрии катушечных групп фазы А якорной обмотки 3. Аналогично полуфаэы 6 и 7 фазы В расположены симметрично относительно середины катушечных групп фазы В якорной обмотки 3, а полуфаэы

8 и 9 соответственно симметрично относительно фазы С якорной обмотки, тороидальную обмотку смещения датчика углового положения, состоящую из последовательно и согласно соединенных между сабой катушек 10, намотанных на спинке статора через его пазы.

1(аждая фаза измерительной обмотки датчика положения (фиг, 1) состоит из диаметрально расположенных полуфаз, однако, при выполнении электродвигателя многополюсным зти полуфазы положены между полуфазами измерительной обмотки, 1(аждая полуфаэа измерительной обмотки может состоять иэ одной катушки, выполненной с шагом, равным одному зубцовому делению статора, а для катушек смещения с наружной стороны статора могут быть выполнены пазы, Обмотка смещения подключается к источнику постоянного тока. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. могут быть смещены друг от друга на угол, кратный полюсному делению.

Иатушки 10 обмотки смещения на фиг. 1 размещены в каждом втором пазу статора, однако, это не является обязательным. Например, для более равномерного заполнения пазов статора число катушек может быть принято равным числу пазов и напротив, если нет высоких требований к равномерности заполнения пазов, то между полуфаэами измерительных обмоток датчика достаточно размещать по одной катушке 10, тем более, что она занимает сравнительно малую часть объема паза.

Полуфазы измерительной обмотки датчика положения, как показано на фиг. 1, выполнены с шагом, равным зубцовому делению статора, а отверстия для этих полуфаэ расположены на оси зубцов только для лучшего использования объема спинки статора, поэтому если нет высоких требований

40 к коэффициенту использования стато ра, то шаг обмотки для полуфаз может быть принят и не равным зубцовому делению статора.

Измерительные обмотки датчика уг45 лового положения соединены по трехфаэной полумостовой схеме, где U напряжение источника переменного тока высокой частоты, которое через трансформатор со средней точкой 0 на вторичной обмотке подается на по50 луфаэы 4-9 обмотки датчика, 1(аждая из трех фаз измерительной обмотки состоит из последовательно соединенных между собой полуфаэ и подключена к вторичной обмотке трансформатора.

Выходными сигналами для фаэ датчика являюгся напряжения между точками А, В, С и средней точкой 0 на вторичной обмотке трансформатора.

1527689 6 тически не сказывается на работе двики.

Вентильный электродвигатель с встроенным датчиком углового положения работает следующим образом.

К источнику постоянного тока подключается обмотка смещения, состоящая из двенадцати катушек 10, и в спинке статора 1 создается замкнутый кольцевой магнитный поток (его направление показано на фиг, 1 стрелками), который суммируется с потоком полюсов ротора 2. Поскольку магнитный поток от двухполюсного ротора 2 замыкается также по спинке статора 1, то в верхней части спинки статора (фиг.1)1 поток ротора суммируется с кольцевым потоком смещения, а в нижней вычитается.

К источнику переменного тока высокой частоты с напряжением, подклю- 20 чается первичная обмотка трансформатора (фиг. 2) и между средней точкой

0 вторичной обмотки трансформатора и выходом, например, фазы А возникает напряжение, величина которого пропор- 25 циональна разности индукции между диаметрально расположенными участками спинки статора, в которых расположены полуфазы 4 и 5 фазы А, При повороте ротора 2 величина выходного сигнала в фазах измерительной обмотки датчика изменяется по синусоидальному закону с периодом, равным одному обороту ротора 2, При положении ротора, изображенном на фиг, 1, сигнал в фазе А имеет максимальное значение, так как диаметрально расположенные участки спинки статора, в которых расположены отверстия полуфаз 4 и 5, имеют максимальную разность величин

40 индукции. Аналогично работают фазы В и С, смещенные относительно фазы А соответственно на 120 и 240 эл ° град.

Выходные сигналы фаз А, 3 и С датчика углового положения через схему фа45 эочувствительного выпрямителя так же, как и в известном электродвигателе, подаются на управляющие цепи ключей, соединенных выходом с выводами якорной обмотки 3, Поскольку датчик углового положения размещен на магнитопроводе электродвигателя, то на амплитуду и фазу его выходного сигнала оказывает влияние магнитный поток якорной обмотки, Однако, как показали испытания макета такого электродвигателя, это влияние до номинальных значений тока в якорной обмотке незначительно и пракгателя.

Вентильный электродвигатель может быть выполнен также с распределенной обмоткой каждой полуфазы измерительной обмотки датчика, состоящей иэ нескольких катушек, выполненных с шагом, большим одного зубцового деления статора, и расположенных в соответствующих отверстиях, количество которых может быть, например, равно числу зубцов статора, Формула и з о б р е т е н и я

1, Вентильный электродвигатель с встроенным датчиком углового положения, содержащий ротор с 2р полюсами, статор с m-фазной якорной обмоткой, m-фаэную измерительную обмотку датчика углового. положения, каждая фаза которой соДержит две последовательно соединенные между собой полуфазы и составляет с источником переменного напряжения высокой частоты со средней точкой полумостовую схему, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повьппения крутизны выходного сигнала датчика углового положения, он снабжен тороидальной обмоткой смещения, содержащей последовательно и согласно соединенные между собой катушки, намотанные на спинке статора через его пазы, в спинке выполнены отверстия, лежащие на одной окружности, через отверстия намотаны полуфазы измерительной обмотки, полуфаэы каждой фазы расположены друг от друга со смещением на угол, кратный полюсному делению, а ось каждой полуфаэы измерительной обмотки датчика совпадает с осью катушечной группы соответствующей фазы якорной обмотки.

2. Электродвигатель по п, 1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью лучшего использования объема спинки статора, отверстия для полуфаз измерительной обмотки датчика расположены на оси зубцов статора, а катушки обмотки смещения расположены между полуфаэами измерительной обмот3. Электродвигатель по пп. ) и 2, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что каждая полуфаза измерительной обмотки состоит иэ одной катушки, выполненной с шагом, равным одному зубцо1527689

Составитель А.Санталов

Техред М.Дидык

Корректор Э.Лончакова

Редактор 11,Тупица

Заказ 7517/56 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям лри ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, г.ужгород, ул. Гагарина,101 вому делению статора, на наружной по- которых размещены наружные стороны верхности спинки выполнены пазы, в катушек обмотки смещения.