Трансформаторный датчик положения ротора

 

О П И С А Н И Е 1и1 5в 6733

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.09.74 (21) 2062536/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.2 Н 02К 29, 02

Государственный комитет

Совета Министров СССР

Опубликовано 15.03.77. Бюллетень № 1О (53) УДК 621.3.083.8 (088.8) по делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 04.01.77 (72) Авторы изобретения

А. П. Пролыгин, Б. П. Гущо-Малков, О. В. Кекот и Р. Н. Попович

Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кранового и тягового электрооборудования завода «Динамо» им. С. М. Кирова и Львовский политехнический институт (71) Заявители (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ДАТЧИК ПОЛО)КЕНИЯ РОТОРА

Настоящее изобретение относится к области электрических машин, а именно машин постоянного тока с полупроводниковым коммутатором.

Известен трансформаторный датчик положения ротора, состоящий из статора с размещенными на нем обмотками возбуждения и обмотками управления и явнополюсного шихтованного ротора (11.

Недостатком его является низкое отношение полезного сигнала к помехе.

Наиболее близким к изобретению является трансформаторный датчик положения ротора, содержащий два идентичных статора и безобмоточный ротор (21. В пазах статоров уложены обмотки управления, соединенные между собой по дифференциальной схеме, и обмотка возбуждения, Безобмоточный ротор состоит из двух шихтованных частей, одна из которых выполнена в виде явнополюсного шихтованного магнитопровода, а другая — в виде гладкого шихтованного цилиндра.

Датчик позволяет получить за счет дифференциального соединения обмоток управления более высокое отношение полезного сигнала к помехе.

Недостатком его является большое потребление реактивной и активной мощности на возбуждение, а также то обстоятельство, что высокое отношение полезного сигнала к помехе может быть получено только при весьма современной технологии изготовления.

Целью настоящего изобретения является

5 уменьшение потребляемой датчиком реактивной и активной мощности и повышение отношения полезного сигнала к помехе.

Указанная цель достигается тем, что ротор выполнен в виде массивного цилиндра из не10 магнитного электропроводного материала, причем на одном конце цилиндра иа ширину статора выполнены симметричные радиальные пазы, число которых равно числу иар полюсов двигателя, а в пазах установлен шихтованный

15 магнитопровод.

На фиг. 1 изображена конструкция датчика положения ротора (для четырехполюсной машины); на фиг. 2 — схема сочленения обмоток датчика положения ротора (для четырех20 полюсной машины) .

Неподвижная часть датчика состоит из двух одинаковых шихтованных статоров 1 и 2 (фиг. 1), в пазах которых размещены катушки 3 обмоток управления и катушки 4 обмоток

25 возбуждения. Ротор 5 выполнен в виде массивного цилиндра из немагнитиого электропроводного материала, например из алюминия. IIa одном торце цилиндра имеются радиальные пазы, и которых установлен шихто550733

55 ванный магнитопровод 6. Размер пазов и шихтованного магнитопровода вдоль оси датчика равен ширине одного статора. Шихтованный магнитопровод 6 выполнен так, что количество его полюсов равно числу пар полюсов обслуживаемого датчиком двигателя. Число радиальных пазов в массивном цилиндре равно числу полюсов шихтованного магнитопровода.

В конструкции датчика для четырехполюсного двигателя, показанной на фиг. 1, шихтованный магнитопровод имеет два полюса, размещенные в двух радиальных пазах.

Число пазов статоров зависит от количества элементов полупроводникового коммутатора обслуживаемой машины. Катушки 3 обмоток управления размещаются в пазах статоров 1, 2 и охватывают один зубец.

В каждом статоре соединен последовательно — согласно (см. фиг. 2) комплект взаимносимметрично расположенных катушек 3 в количестве, равном числу пар полюсов обслуживаемой машины (в случае датчика для четырехполюсной машины, показанного на фиг. 1, комплект, как следует из фиг. 2, состоит из двух катушек) . Однако расположенные на обоих статорах комплекты катушек соединены последовательно — встречно. Выполнив по этому принципу соединение всех катушек 3, получим определенное количество обмоток управления. На фиг. 2 зажимы обмотки управления обозначены «а — а».

Два диаметрально расположенных паза каждого из статоров делаются глубже остальных и частично используются для размещения обмотки возбуждения 4. Обмотка возбуждения

4 датчика состоит из последовательно соединенных (см. фиг. 2) катушек статоров и питается переменным напряжением высокой частоты. Частота питающего напряжения выбирается с таким расчетом, чтобы в промежуток времени, соответствующий перемещению ротора на одно зубцовое деление статора, укладывалось несколько периодов питающего напряжения.

Датчик работает по дифференциальной схеме. Для обмоток управления, которые не имеют катушек, расположенных в статоре 1 напротив полюсов шихтованного магнитопровода 5, суммарная ЭДС равна нулю, т. к. равные по величине ЭДС, наводимые на катушках, принадлежащих разным статорам, взаимно компенсируются. В обмотке управления, катушки которой, расположенные в статоре 1, находятся напротив полюсов шихтованного магнитопровода, баланс ЭДС нарушается. На выходе такой обмотки получаем управляющий сигнал.

В датчике индукция имеет заметную величину только под полюсами шихтованного магнитопровода 6. По основной поверхности зазора переменный магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения 4, почти полностью заглушается вихревыми токами в массивном цилиндрическом роторе 5. Вследствие этого магнитный поток, сцепляющийся с катушками возбуждения, весьма мал, а следовательно, мала реактивная мощность, затрачиваемая на возбуждение датчика. Малая величина магнитной индукции в статорах приводит к снижению потерь в железе и, в свою очередь, к снижению потребляемой датчиком активной мощности. Кроме этого, баланс ЭДС обмоток управления, которые не имеют катушек 3, расположенных напротив полюсов магнитопровода 6, достигается с большой точностью.

Таким образом, за счет более эффективного действия дифференциальной схемы датчика при наличии массивного цилиндра в предлагаемом датчике увеличивается отношение полезного сигнала к помехе.

Формула изобретения

Трансформаторный датчик положения ротора, например для двигателя постоянного тока с полупроводниковым коммутатором, содержащий два одинаковых статора, в пазах которых уложены обмотки управления, соединенные между собой по дифференциальной схеме, и обмотка возбуждения, и безобмоточный ротор, отличающийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности и повышения отношения полезного сигнала к помехе, ротор выполнен в виде массивного цилиндра из немагнитного электр опроводного материала, причем на одном торце цилиндра на ширину статора выполнены симметричные радиальные пазы, число которых равно числу пар полюсов двигателя, а в пазах установлен шихтованный магнитопровод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. И. Х. Маракасов, М. Г. Рябцев «Бесконтактные вентильные двигатели постоянного тока с трансформаторным коммутационным датчиком», «Труды третьей всесоюзной конференции по бесконтактным электрическим машинам», т. П, Гига, 1966.

2. Лвторское свидетельство № 298996, кл. Н 021 29/02, 1971.

660733

Фиг. 1

g> z g

Составитель И. Бабенко

Техред И, Карандашова

Корректор А, Степанова

Редактор Л. Попова

Заказ 614/14 Изд. № 293 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2