Трансформаторный датчик положения

 

. Ф„ %о-

О П И С А Н И Е («) 425276

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 22.10.71 (21) 1707455/24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.04.74, Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 27.09.74 (51) М. Кл. Н 02k 29/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам нзооретений и открытий (53) УДК 621.313.292 (088.8) (72) Авторы изобретения В. А. Балагуров, Ю. И. Кирьянов, В. К, Лозенко и А. М. Санталов (71) Заявитель (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ

Изобретение относится к электроприводам и может быть применено для управления электрическими машинами постоянного тока с полупроводниковой коммутацией.

Известны трансформаторные датчики положения для электрических машин постоянного тока с полупроводниковой коммутацией, Такие датчики содержат две синхронные машины, безобмоточные роторы которых расположены на общем валу и магнитно не связаны между собой, на статорах уложены первичные обмотки и вторичная многофазная обмотка с электрически соединенными между собой секциями.

Однако при использовании таких датчиков отсутствует возможность регулирования в электрической машине угла 8 между векторами э.д.с. и напряжения, а это мешает работе

:электрической машины с максимальным к.п.д. в широком диапазоне изменения нагрузки.

В предлагаемом датчике роторы синхронных машин устанавливают на валу с фиксированным смещением, первичные обмотки подключают к раздельно регулируемым источникам напряжения, а вторичная обмотка выполняется общей для синхронных машин.

На фиг. 1 изображен трансформаторный датчик положения, продольный разрез; на фиг. 2 — датчик положения для электрической машины с P-2; на фиг. 3 — расположение векторов э.д.с., наведенных во вторичной обмотке относительно магнитных потоков, созданных ,первичными обмотками, Трансформаторный датчик положения содержит две синхронные двухпакетные машины индукторного типа, каждая из которых состоит из двух пар элементов статора 1, 2 и

3, 4, размещенных в магнитомягком корпусе

5, и из двух пар элементов ротора 6, 7 и 8, 9

1о укрепленных на валу 10, вращающемся в подшипниках 11 и 12, установленных в крышках

13 и- 14. Вал датчика жестко соединен с валом двигателя (на чертеже не показан).

Элементы статора 1, 2, 3, 4 представляют

15 собой пакеты листов из электромашинного железа, в пазах которых размещена общая для всех элементов вторичная т-фазная об мотка 15, подключенная K фазочувствительному демодулятору 16. Первичные обмотки 17

20 и 18 размещены в корпусе 5 между элементами пар статора и подключены к устройству

19, обеспечивающему раздельное регулирование первичных обмоток по напряжению. На валу между элементами пар ротора установ25 лены магнитопроводящие прокладки 20 и 21, а между парами элементов роторов — пемагнитные прокладки 22. Немагнитпые прокладки могут быть также установлены в корпусе между парами элементов статора.

30 Число пар полюсов ротора, например 6, 7, 425276 равно числу пар полюсов электрической машины постоянного тока. Так, например, на фиг.2 представлен трансформаторньш датчик положения ротора для электрической машины постоянного тока, имеющей число пар полюсов

2р=4. Как видно из фиг. 2 роторы синхронных машин 6, 7 и 8, 9 сдвинуты па 90 эл. град., что соответствует 45 .

Смещение роторов синхронных машин не является строгим и допускается отклонение в пределах от 60 до 120 эл. град.

Трансформаторный датчик работает следующим образом. При обесточенной первичной обмотке 18 магнитный поток, созданный переменным током первичной обмотки 17, наводит э.д.с. во вторичной обмотке 15 с частотой протекающего тока. Лмплитуда э.д.с. модулирована по величине в соответствии с положением ротора, а при каждом повороте ротора на

180 эл. град. фаза э.д.с. инвертируется, что может служить сигналом о положении ротора двигателя.

Подключим к источнику переменного тока первичную обмотку 18 и установим в ней ток, равный току в первичной обмотке 17. В силу идентичности физических процессов, происходящих во второй синхронной машине датчика и поскольку ее магнитная система смещена относительно первой на 90 эл. град., моменты инвертирования фазы э.д.с. вторичной обмотки будут происходить при других положениях ротора, а именно, будут смещены на 45эл. град. относительно тех положений, при которых происходило инвертирование фазы э.д.с. при отключенной обмотке 18.

Регулируя величины токов в первичных обмотках 17 и 18, можно в широких пределах регулировать угловые моменты инвертирования фазы э.д.с., т. е. угол О от О до 360 эл, град. Действительно, пусть вектора 23 и 24 (см. фиг. 3) условно обозначают вектора смещенных в пространстве на 90 эл. град. магнит ных потоков, созданных первичными обмотками 17 и 18. Во вторичной обмотке результирующим магнитным потоком 25 будет наведена, например, трехфазная э.д.с., ее система векторов 26, 27, 28. Здесь условно принято, что вертикальная ось является осью отсчета углов и

10 что вектор 26 совпадает с вектором результирующего магнитного потока 25. При таком соотношении намагничивающих сил первичных обмоток 17, 18 трехфазная система векторов э.д.с. вторичной обмотки будет смещена отно15 сительно начала отсчета на угол Oь При другом соотношении намагничивающих сил первичных обмоток 17, 18 указанная система век,торов э.д.с. (26, 27, 28) будет уже смещена на угол 0 .

Предмет изобретения

Трансформаторный датчик положения, например, для электрической машины постоян25 ного тока с полупроводниковой коммутацией, содержащий две синхронные машины, безобмоточные магнитно не связанные роторы которых расположены на общем валу, а на статорах уложены первичные обмотки и много30 фазная вторичная обмотка с электрически соединенными между собой секциями, отл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения к.п.д. электрической машины постоянного тока, роторы установлены на валу с фиксиро35 ванным смещением, первичные обмотки подключены к раздельно регулируемым источникам напряжения, а вторичная обмотка выполнена общей для указанных синхронных машин.

425276 гв Ри 5

Составитель А. Головченко

Техред Л. Богданова Корректор Н. Стельмах

Редактор Е. Гончар

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2655/12 Изд. № 736 Тираж 722 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5