Индуктивный датчик положения ротора
Союз Советских
Социалистических
Республик (658674 (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 37?850 (22) Заявлено 22.04.77 (21) 2481318/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (51) М К
Н 02 К 29/02
G08(. 9/04
Гваудврственньа нвмнтет
СССР ев делаи нзввретеннй н етнрытнй (23) Приоритет.—
Опубликовано 25.04.79. Бюллетень № 15 (53) УД К 62! .313. .13.014.2.621,382 (088.8) Дата опубликования описания 26.0М.79 (72) Авторы изобретения
В. M. Пожидаев, В. В. Омельченко, P. H. Ковалев >
В. А. Прозоров и В. В. Путников (71) Заявитель (54) ИНДУКТИВНЫЛ=ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА
Изобретение относится к вентильным дви. гателям, в частности к устройствам для индикации положения ротора двигателя.
По основному авторскому свидетельству № 377850 известен индуктивный датчик положения ротора, выходные обмотки которого через согласующие трансформаторы подключены к фазочувствительным усилителям-демодуляторам на транзисторах, в коллекторной цепи каждого из которых.включена обмотка положительной обратной связи, размещенная на сргласующем трансформаторе (1).
Недостатком известного индуктивного датчика является относительно низкое быстродействие при отключении чувствительных элементов, когда сигнал в выходной цепи из-за наличия конденсатора спадает медленно. В результате этого в регулируемых вентильных электродвигателях датчик не обеспечивает надежной работы силовых транзисторов коммутатора при широтно-импульсном регулировании скорости вращения.
Цель изобретения — устранение указан ного недостатка.
Поставленная цель достигается тем, что датчик снабжен двухпозиционным ключом, 2 нормально разомкнутые контакты которого включены в цепь питания датчика, а через нормально-замкнутые контакты средняя точка нагрузки, например, управляющих цепей двух транзисторов, работающих в противофазе, соединена с отрицательным зажимом выпрямителя усилителя демодулятора.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема датчика с нагрузкой в виде резистора; на фиг. 2 — выходная часть датчика, нагрузкой которого являются цепи упщ равления двух транзисторов, работающих в противофазе.
Предлагаемое устройство содержит чувствительные элементы l°, 2 (дроссели насыщения), согласующий трансформатор 3, транзистор 4 усилителя-демодулятора, выпрямительный мост 5 в цепи питания транзистора демодулятора, вторичные обмотки 6, 7, 8 трансформатора, сглаживающий конденсатор 9 на выходе демодулятора, нагрузку
10 датчика, двухпозиционный ключ 11, трансформатор 12 питания датчика, резисторы
13, 14 силовые транзисторы 15, .16 коммутатора вентильного двигателя, диоды 17, 18.
Индуктивный датчик содержит чувствительные элементы 1, 2 (дроссели насыще658674
HH51), ИОдк,! Ичсц н ы(. к !!01) Вц Il»<.",, <)!<",-! i<3 .! соГлаcv!Оlц< ГО тра!!сфор ы lтоl)3 .1, l! и! !цll(. чуВстВит< . !Вш>!" элементов I ". 2 <)суll!! с< ilлц ется через норма,цьцо;)33()мкцу)»ц конт!!кты ключа J l от оомотки 8 тра!1 (I)!)p. <цгора
l2. Первичная обмотка трцц<.(1<орх1(!торя (цц схеме Hp показана) полу<ист IIHT31IH(. < T источника повышенной -13(ОТ1,!. Втори(шые Об. мотки трансформатора 8 цодклк) I<;Illi< ца вход усилителя-демодулятора, выцо()ц(Иного на транзисторе 4, пцтац110 которого «существляется через Выцрямительный мост 5 от обмоток 6, 7 трансформатора 12. Выхо. дом датчика является нагрузка 10, папал1 лельно которой подсоединен конденсат<)р 9, Средняя точка ца;рузкн 10 чс)ез норчал<,но замкцутыс контакты кл<о !3 11 подс<ц.динена к отрицательному Гажцмч моста 5, На! ру кои да Гчи <3 ца с:.(.м< .()и1. 2 я.1 ляется цепь, co(;T08ùaH нз последовательно соединенных между собой Ограи)чит;-Л1. ных резисторов l3, 14 и упрявля(ощих и< реходов транзисторов !5, 16, зашунтиро!<(<нных в обратном направлении диодами. OA ответственно, 17 и 18. Змиттеры транзисторов 15, 16 объединены и образуют средцюю точку нагрузочной цепи индуктивного датчика.
Если нормально разомкнутая пара кон-. тактов ключа 11 замкнута, то Ic чувствитегнным элементам-дросселям 1 и 2 подавrcH напряжение от обмотки 8 транс(1)ормато)та питания 12. При вращении ротора сигнальн
l ныи элемент датчика — — постояш!ый магнит (на схеме не показан) поочередно цамагццчивает сердечники дроссел<=й 1 и 2. В момент измерения состояний серде шиков дросселей происходит скачкообразное (релейное) изменение полярности напряжения на нагрузке 10 датчика (на конденсаторе 9). Если нагрузкой датчика является цепь управления транзисторов 15, 16 (фиг. 2) коммутатора вентиль<юго двигателя, то при одной полярности напряжения на конденсаторе 9 один из транзисторов будет открыт, а дру; гой — закрыт. Изменение полярности выходного напряжения датчика ведет к смене состояний указанных транзистороь.
При размыканин с помощью ключа 11 цепи питания. дросселей 1, 2 транзистор 4 демодулятора запирается, а конденсатор 9 начинает разряжаться. Вследствие того, что средняя точка нагрузки 10 через замкнувшиеся нормально замкнутые контакты кл)оча 11 подсоединяется к отрицательному зажиму моста 5, разряд конденса-ора 9 происходит быстрее, а именно с постоянной времени в два раза меньшей, чем до замыкания указаннои пары кОнтактОВ клlо" ча 11, так как теперь конденсатор раз. ряжается на половину сопротивления нагрузки. 10. Например„если в момент размыкания ключом 11 цепи питания дросселей l, 2 полярность напряжения на конденсаторе 9 будет такой, как показано !1
13
$$
)g
2$
3<)
35 < <)
1$
$I) <1)31, I, l 0 ра.<1) г1 1. ;«ц
Возрастае- е(це больше в момснты, когда полярцосгь напряжения на обмотке 7 сови lnaeI цо фазе с полярностью напри)кения
113 1(г)цдеH" аq орo
Ь результате большои скорости paзряда к«ндецсатора сигнал напряжения на выходе (нагрузке) датчика быстро падает до нуля и сх<. ма вновь Го Овя к нормальной ра(1)рте при замыкании цепи пиfaHHB дроссе,!еЙ l, 2. Ь схеме фиГ, 2 paapaij конденсатора црц размыкации цепи питания дросселей будет происходить еще быстрее, так как при малых уровнях напряжения на конденсаторе (4--5 В) сопротивление последовательно соединенных, например, резистора 18 и диода 17 в несколько раз меньше сопротивления эмиттср-базового перехода транзистора 16 и резистора 14.
Следует Отметить, что при отсутствии наг!ряжения на конденсаторе 9 (цепь питания дросселей 1, 2 разомкнута) транзис-, горы 15 и !6 надежно заперты за счет напряжения на обмотках 6 и 7 трансформатора 12. Например, если в рассматриваемый момент времени полярность напряжения на обмотке 6 такова, что «плюс» справа, то потекут токи по двум цепям:
1) правый зажим обмотки 6 — — резистор 13— диод 17 — нормально замкнутая пара контактов кл)оча 11 — один из диодов моста
5 — левый зажим обмотки.6; 2) правый зажим обмотки 6 — конденсатор 9 — резис-. тор 14 — диод 18 — норма 1ьно замкнутая пара контактов кл1оча 1! — диод моста
5 — левый зажим обмотки 6.
В следующий полупериод изменения напряжения положительный потенциал будет на нравом зажиме обмотки 7. Теперь по указанным цепям токи будут протскать за счет напряжения На обмотке 7. Эти токи создадут ца диодах 17 и 18 падения напряжения, надежно удерживаю!дне транзисторы 15 и
16 в запертом состоянии в течение всего времени отсутствия питания дросселей i и 2, Таким образом, в предложенном индук/ тивном датчике всякий раз при размыкании нормально разомкнутой пары контактов ключа 1! и замыкании нормально замкнутой пары контактс(в того же клюЧа происходит быстрый спад (до нуля) напряжения на нагрузке и удержание транзисторов 15 и 6 (фиг. 2) в запертом состоянии.
Другими словами, датчик обладает высоким быстродействием при возвращении в исходное состояние после размыкания цепи питания чувствительных элементов (дросселей), 3ТО обсточтельство (с учетом большого быстродействия, присущего датчику
Фор ц1о изобретения
Составитель А. Санталов
Текред О. Луговая Корректор А. Власенко
Тираж 856 Подписное
Редактор Д. Зубов
Закаа2070/50
ИН ИИП И Государственного комитета СССР по делам. изобретений н открытий
I 1 3035, Москва, Ж-З5, Раушская иаб:. д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул.. Проектная, при замыкании це11и питания дросселей) позволяет осупгествить с больп10Й частотой 1111!ротно-импул сног управление сиг11алом на выходе датчика и в случае его применения с вентильным двигателем -- повысить надежность работы транзисторного коммутатора при широтно-импульсном регулироваs нии скорости вращения последнего.
Экспери лентальные исследования предлагаемого датчика показали, что спад напряжения сигнала На выходе датчика происходит практически по релейному закону за время меньшее полупериода питающего напряжения, тогда как в известных подобных датчиках спад длится 6--10 периодов пита1огцего напряжения.
Ключ I может быть выполнен на бесконтактных, например, полупроводниковых элементах.
Индуктивный датчик положения ротора по авт. св. М 377850, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при
5 111нротно-имп)льсном управлении напряжением на нагрузке, например, в управляющих цепях двух работающих в протнЬофазе транзисторов коммутатора вентильного электродвигателя, он снабжен двухпозицноиным ключом, нормально разомкнутые контакты коте торого включены в цепь питания датчика, а через нормально замкнутые контакты.ключа средняя точка нагрузки соединена с отрицательным зажимом выпрямителя усилителя-демодулятора.
Источники информации, принятые во внн45 мание при экспертизе !. Авторское свидетельство СССР
¹ 377850, кл. Н 02 К 29/02, (969.
