Синхронный тахогенератор

 

Изобретение относится к информационным электрическим машинам индукторного типа и может быть использовано при осуществлении контроля частоты вращения в системах автоматизированных электроприводов, а также в информационно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности контроля частоты вращения. На статоре 1 установлен постоянный магнит 3 с осевой намагниченностью и двумя системами пакетов (СП) 6 - 9 и 10 - 13. Внутри статора 1 размещен ротор 2 с двумя СП 17 - 20 и 21 - 24. Каждая СП содержит ν пакетов. Числа зубцов Z<SB POS="POST">1</SB> статора и Z<SB POS="POST">2</SB> ротора связаны соотношением (Z<SB POS="POST">2</SB>/Z<SB POS="POST">1</SB>) @ <SP POS="POST">1</SP> = [*98H(1+K)±1]/*98H, где К - целое число. В каждой СП статора 1 и ротора 2 пакеты смещены друг относительно друга на величину, превышающую длину пакета, по крайней мере на ширину паза статора. В СП с числом зубцов Z<SB POS="POST">J</SB> пакеты, развернуты поочередно на геометрический угол 2φ(Z<SB POS="POST">J</SB>±1) / (*98HZ<SB POS="POST">J</SB>), а в СП с числом зубцов, меньшим числа Z<SB POS="POST">J</SB>, пакеты развернуты поочередно на геометрический угол 2φ/ν, причем число Z<SB POS="POST">J</SB> кратно числу ν, где Z<SB POS="POST">J</SB> = Z<SB POS="POST">1</SB>, при Z<SB POS="POST">1</SB> *98 Z<SB POS="POST">2</SB>, Z<SB POS="POST">J</SB> = Z<SB POS="POST">2</SB> при Z<SB POS="POST">2</SB> *98 Z<SB POS="POST">1</SB>. При вращении ротора 2 относительно статора 1 происходит модуляция магнитного потока, вследствие чего в кольцевой выходной обмотке 14 наводится ЭДС, амплитуда и частота которой прямо пропорциональны частоте вращения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) Н 02 К 19/20

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 0 17 12, 7

13

23

2Ф

G

17

18

Z7

15!

19 20 2 / 22

Фиг. /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4642111/24-07 (22) 27.01.89 (46) 30.12.90, Бюл. ¹ 48 (71) Рижский политехнический институт (72) С.С,Петров, Я.П.Грейвулис, Л.С,Рыбицкий и М.M.Ëèåïèíüø (53) 621,313.323 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 571749, кл. G 01 P 3/48, 1975.

Петров С.С., Грейвулис Я.П. Класси1икакация и принципы построения индукторных датчикоь кратн.: lx час гот для вращающихся электроприводов. -- Известия А!-! Лата. ССР, Сер. физ, и техн. наук . 1 86, № 6, с,110- 111, рис.2б. (54, СИНХРОННЫЙ ТАХОГЕ lEPATuP (5") Изобретение относится к информ, ционным электрическим машинам индукторного типа и может быть и: ïîëüçîâàíî при осу1цествлении контроля частоты вращения в системах автоматизированных электроприводов, а также в инфсрл1ационно-изл ерительной технике, Целью изобрегения является повышение точности контроля частоты вращения, На статоре 1 установлен

БЫ 1617547 А1 постоянный магнит 3 с осевой намагниченностью и двумя системами пакетов (СП) 6-9 и 10-13, Внутри статора 1 размещен ротор

2 с двумя СП 17 — 20 и 21-24. Каждая СП содержит т пакетов. Числа z1 и z2 зубцов статора и ротора связаны соотношением (z2/z1) = (I (1 + k) 4 Цхн где К вЂ” целое число. В каждой СП статора 1 и ротора 2 пакеты смещены один относительно другого на величину, превышающую

ДЛИНУ ПаКЕта ПО КРайНЕй л1ЕРЕ На Н1ИРИНУ паза сгатора. В СП с числом зубцов zj пакегы развернуты поочередно на геометрически и угол 2.т! 71 - 1). (I zj), а в СП с числом зубцов, меньшим числа zj, пакеты развернуты поочередно на геометрический уlï, 2т, 1, пРичем число zj кРатно числУ г, где

7j =- z1 при z1 zz, zj = zz npu zz > 71. При вращении ротора 2 относительно статора 1 происходит лодуляция магнитного потока, вследствие н..го в кольцевой выходной of>мотке 14 наводится ЭДС, амплитуда и частота которой прямо пропорциональны частоте вращения. 2 ил.

1617547

15

25

40

ztI vi + 1 — 1

Z1) 50

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к информационным генераторам индукторного типа, и может быть использовано в системах автоматизированных электроприборов, а также в информационно-измерительной технике при осуществлении контроля частоты вращения.

Целью изобретения является повышение точности контроля частоты вращения.

На фиг. 1 представлен синхронный тахогенератор в продольном разрезе; на фиг.

2 — фрагмент геометрии, характеризующий аксиальное смещение пакетов, Синхронный тахогенератор содержит статор 1 и ротор 2. На статоре 1 установлен постоянный магнит 3 с осевой намагниченностью, жестко скрепленный с магнитопроводящими втулками 4 и 5. На втулке 4 размещены пакеты 6 — 9 первой системы статора 1, а на втулке 5 — пакеты 10 — 13 второй системы ста1ора 1. Неподвижная кольцевая выходная обмотка 14 размещена внутри постоянного магнита 3 между первой и второй полюсными системами пакетов статора 1 (на фиг. 1 между пакетами 9 и 10). Ротор 2 установлен на валу 15 и выполнен в виде магнитопроводящей втулки 16 с пакетами

17 — 24, На магнитопроводящей втулке 16 жестко закреплены пакеты 17-20 первой 30 полюсной системы ротора и пакеть 21 — 24 второй полюсной системы ротора 2. Пакеты статора 6-13 отделены от пакетов ротора (17 — 24) воздушным зазором 25 и имеют равную длину In, причем в каждой системе пакетов как на статоре, так и на роторе пакеты аксиально смещены друг относительно друга на величину I, превышающую длину In no крайней мере на величину ширины наэа статора bn1 (см.фиг.2). Для повышения жесткости конструкции между пакетами 6 — 13 каждой системы размещены кольцевые нем;.гнитные прокладки 26 — на статоре 1 и 27 — на роторе 2. Каждый пакет 6 — 13 статора 1 выполнен с числом зубцов z1, а каждый пакет 17 — 20 ротора 2 — с числом зубцов z.".

Соотношение чисел зубцов z1 и z; выбирается из условия где v — число пакетов в каждой системе, равное порядковому номеру высшей гармоники, выделяемой в выходном сигнале в качестве основной (на фиг.1 в качестве примера v=4 );

К вЂ” целое число.

Зубцы пакетов 6 — 9 первой системы статора 1 ус гановлены с совпадением радиальных осей зубцов пакета 10-13 его второй полюсной системы. Зубцы пакетов 17 — 20 первой системы ротора 2 установлены с совпадением радиальных осей зубцов 21 — 24 второй полюсной системы ротора 2.

В системах пакетов, выполненных с числом зубцов равным z в каждой из них, пакеты развернуты друг относительно друга поочередно на геометрический угол

2л(г + 1)/(n1), а в системах пакетов, выполненных с числом зубцов в каждом из них меньшим zj, пакеты развернуты друг относительно друга поочередно на геометрический угол 2л/и, причем число зубцов г1 выполнено кратным числу v, а также zI=z1 при

21 > z2 и zj z2 при z2 > z1

Для получения максимальной амплитуды выходного сигнала зубцовую зону тахогенератора при z2 > 1 целесообразно выбрать в соответствии с рекомендациями:

0.55 длл ) = 2, 4, 5, ... — 0.4 длл v з 2, 4, S...

Ьа

bnt 2

t1

0.55 длл v Э . 5, 7...

0 ° дллм 3.5,7, где Ьп1, Ьп2 — соответственно ширина паза статора и ротора; т1,12 — соответственно величина зубцового деления статора и ротора, В случае, если z1 > z2, то в отношениях

Ь01 Ьп2

41 t2 и и индексы "1" и "2" формально вэаимоиэменяются.

Синхроннь .;; ахогенератор работает следующим образом.

Магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом 3, выходит из полюса N, попадая ко втулку 4, пакеты 6-9 статора 1, пронизывает воздущный зазор 25, проходит по пакетам (17 — 20) ротора 2, магнитопроводящей втулке 16, пакетам 21 — 24 ротора 2, через воздушный зазор 25 в пакеты 10 — 13 статора 1 и втулку 5, замыкаясь на противоположном полюсе S магнита 3. В результате вращения ротора 2 в зоне воздушного зазора 25 происходит модуляции магнитной проводимости и магнитного потока с частотой v — и гармоники, выделенной зубцовой зоной в качестве основной путем подавления всех гармоник, порядок которых ниже v., За счет модуляции магнитного потока в выходной обмотке 4 сцепленной с ним индуцируется ЭДС с частотой

16!7547 где n — частота вращения ротора 2, об/мин.

Данная частота, а также амплитуда ЭДС однозначно определяют частоту вращения во всем рабочем диапазоне контролируемого вращающегося органа.

Тахогенератор по изобретению обладает повышенной точностью контроль частоты вращения соответствующего орлеана по сравнению с прототипом по следующим причинам. Взаимный разворот 1акетов позволяет снизить влияние технологичесих погрешностей изготовления зубцов соосности статорам ротора и др. Аксиальное смещение пакетов с1атора и ротора в системах на величину, превышающую длину каждого пакета по крайней мере на величину паза статора, обеспчивает идентичность магнитных условий для каждого пакета, поскольку в действительности магнитный поток на торцах зубцов каждого пакета "выгló÷t1íàeTся" на величину половины ширины паза статора. При отсутствии укаэанного аксиального смещения крайние пакеты системы находились бы в магнитных условиях, отличающихся от магнитных условий средних пакетов.

Выбор числа zj кратным числу 1 в совокупности в разворотом пакетов на геометрический угол 2л(г1 + 1)/(1 г ) позволяет одновременно максимально уменьшить неравномерность эчбцовпго деления пакетов с числом зубцов zj и одновременно в зоне воздушного зазора I-го зубца выделить желаемую1ю гармонику при одновременном подавлении гармоник более низкого порядка. Однако это достигается лишь тогда, когда на противоположной стороне воздушного зазора (на стороне пакетов с числом зубцов меньшим zj) имеет место идеально точное распределение зубцов, т.о. без погрешности зубцового деления. Последнее, в сво;. очередь, достигается поочередным разворотом этих пакетов на геометрический угол 2лЛ

Формула изобретения

Синхронный тахогенератор, содержащий неподвижную кольцевую выходную об-. мотку, размещенну:0 внутри постоянного

5 магнита с осевой намагниченностью между закрепленными на нем аксиально смещенными системами зубчатых пакетов статора, установленный на валу ротор, выполненный в виде двух аксиально смещенных систем

10 зубчатых пакетов, развернутых один относительно другого и размещенных на магнитопроводящей втулке, причем на статоре обе системы пакетов установлены с совпадением радиальных осей зубцов, а число

15 зубцов z1 каждого пакета статора .с числом зубцов zz каждого пакета ротора связано соотношением

1-1 (zz v1 - 1} - 1 (Z1 V

rye l — порядковый номер высшей гармо,iiiки, выделяемой в качестве основной;

25 о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности контроля частоты вращения, каждая система пакетов статора и ротора выполнена из 1 пакетов, размещенных друг относительно друга с аксиальным смещением, превышающим длину каждого пакета не менее «ем на ширину паза статора, в системах пакетов, выполненных с числом зубцов zj в каждом иэ них, пакеты

35 развернуты друг относительно друга пооче

2a z + 1 редно на геометрический угол, а

Ул) в системах пакетов, выполненных с числом зубцов в каждом из них меньшим zj, пакеты развернуты друг относительно друга поочередно на геометрический угол 2л/w, причем число зубцов zj выполнено кратным числу 1, а также zj=-z1, при z1 > z2 и zj=z2 пРи 22 > 21, 1617547

2б

Сос авитель В,Трегубов

Техред М.Моргентал Корректор Л.Б скид

Редактор О,Спесивых

Производственно-издательский комбина. "Патент", г. Ужгоро,. ул. Гагарина, 101

Заказ 4124 Тираж 443 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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