Двигатель поперечного поля
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВ ВТВЛЬСТВУ
Опубликовано 300981 .Бюллетень HB 36 Дата опубликования описания 30.09,81 рцм. коз Н 02 К 23/20 Государственный конитет СССР по делан изобретений и открытий (53) УДК 621 ° 313 (088.8) 1.-, Ю.В.Арсеньев, Б.В.Новоселов, В.С.Таврин и В.A.×åòàåðèêoâ / (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДВИГАТЕЛЬ ПОПЕРЕЧНОГО ПОЛЯ Изобретение относится к производ- ству специальных электрических двигателей постоянного тока, используемых в автоматических системах регулирова- 5 ния. Известен двигатель поперечного поля (ДНП) с зубчатым якорем, представляющий собой обращенный электромашинный усилитель поперечного поля, в котором вместо обмотки подмагничивания применена обмотка возбуждения, расположенная по поперечной оси двигателя Е13 и 521 . Использование ДНП в системах автоматического регулирования в качест- 15 ве исполнительного двигателя с широким диапазоном регулирования частоты вращения весьма перспективно,так как кроме управления по цепям якоря и возбуждения возможно регулирование частоты вращения с помощью обмоток управления. При этом регулирование .характеристик двигателя можно вести от разных управляющих элементов системы регулирования. Встраивание или сочленение с ДНП известных датчиков обратной связи (тахогенераторов постоянного илн.переменного тока, электромагнитных датчиков положения), существенно расширя- 30 ет возможности дНП как элемента регулирования (3g . Однако применение известных эле ментов обратной связи приводит к значительному усложнению конструкции, увеличению момента инерции якоря, появлению кинематических погрешностей, неизбежных при сочленении двигателя с элементом обратной связи, н увеличению габаритов и массы исполнительного механизма. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей двигателя поперечного поля за счет получения информации о его частоте вращения и угловом положении якоря без изменения габаритов и массы двигателя и без увнличениЯ момента инерцнн ЯКОря. указанная цель достигается тем, что на статоре введены по крайней мере по одной иэ осей, например поперечной, магнитопроводящие зубцы,наконечники которых равны или меньше ширины раскрытия паза<якоря с расположеннымн на них сигнальными обмотКИМИ ° В случае когда в ДНП.добавочные I полюса не применяются (при низких напряжениях питания) магнитопроводя8б8939 4 щие зубцы с сигнальными обмотками могут размещаться одновременно в больших и средних пазах статора по продольной и поперечной осям. В необходимых случаях с целью повышения амплитуды импульсов сигнальные обмотки могут быть связаны с источником питания. На чертеже приведена схема расположения обмоток, магнитопроводящих зубцов и сигнальных обмоток предла-. гаемого двигателя. В пазах зубчатОго якоря расположена якорная обмотка 1 двухполюсного двигателя, соединенная с коллектором, на котором установлены две пары щеток: продольные и поперечные, причем поперечные щетки замкнуты на активное сопротивление. о Статор двигателя содержит компенсационную обмотку 2, обмотку 3 доба-вочного полюса (в общем случае), обмотки 4 управления и обмотки 5 возбуждения. В больших пазах расположе. ны магнитопроводящие зубцы 6 с сигнальными обмотками 7. Ширина наконечников магнитопроводящих зубцов равна или меньше ширины раскрытия паза якоPR ° В предлагаемом двигателе поперечного поля на низкое напряжение питания в средних пазах по поперечной оси вместо добавочных полюсов также могут быть размещены магнитопроводящие зубцы 6 с сигнальными обмотками 7. Двигатель работает следующим образом. Через магнитопроводящие зубцы расположенные в больших пазах, проходит часть магнитного потока обмотки возбуждения. В случае расположения магнитопроводящих зубцов в средних пазах через них проходит часть магнитного потока обмотки управления. При вращении якоря магнитное сопротивление цепи, включающей магнитопровадящий зубец б и якорь двигателя, импульсно изменяется. Поэтому магнитный поток Ф .также импульсно изменяется от значения Ф дщ,.до значения потока рассеяния Ф . В соответствии с известным законом электромагнитной индукции в сигнальной обмотке в этом сЛучае наводится ЭДС, определяемая соотношением «- аф B= — — 1 и где е — ЭДС самоиндукции в сигнальной обмотке Ф - мгновенное значение магнитного потока, проходящего через магнитный зубец в мо-. мент времени с; Я вЂ -число витков сигнальной обмотки. Перемещению якоря на угол @ где Z - число пазов якоря,со oTdeTcTByeT интервал между двумя пульсами одной полярности ЭДС сигнальной обмотки. Таким образом, угол поворота якоря (его угловое положение относительно выбранной оси) может быть определен с помощью операции умножения постоянного числа 9 ==-р на (М м -1), где N«- число импульсов одной йолярности ЭДС сигнальной обмотки. Частота вращения может быть опре10 делена с помощью операции дифференцирования угла поворота якоря по вре-„ мени или с помощью других известных способов (например, частотомера).. Укаэанные операции достаточно просто реализуются в системах автоматического регулирования. Дополнительная информация может быть получена в предлагаемом двигателе если использовать свойство,заклю33 чающееся в изменении фазы импульсов ЭДС на 180 при изменении направления магнитного потока, проходящего через магнитопроводящий зубец. В необходимых случаях, когда тред буется существенно повысить амплитуду импульса сигнальной обмотки, может быть использовано подключение Источника питания к сигнальной обмотке. При этом максимальный магнитный поЗ0 ток может быть значительно увеличен, что приведет к увеличению амплитуды импульсов сигнальной обмотки. Предлагаемое изобретение позволяет значительно расширить функциональные возможности ДНП без изменения его габаритов и массЫ, без изменения момента инерции якоря за счет получения информации о частоте вращения и угловом положении якоря с сигнальных обмоток, при этом во многих алу40 чаях отпадает необходимость использовать другие элементы обратной связи, пристраиваемые к двигателю,что существенно упрощает его конструкцию, повыаает надежность и точность выполф5 кения задач. Возможность получения с двигателя сигнала о положении его якоря относительно числа импульсов позволяет в ряде случаев исключить иэ привода элементы синхронной связи и щ замыкать привод непосредственно через вычислительную машину.. Формула изобретения 1. Двигатель поперечного поля,содержащий пазовый якорь и магнитопровод статора,в пазах которого размеще-. ны компенсационная обмотка, обмотка управления и обмотка возбуждения,о т60 л и ч а ю шийся тем,что,с целью расширения функциональных возможностей путем получения информации о частоте вращения и угловом положении яко» ря,на статоре введены по крайней мере 5 по одной из осей, например поперечной, 868939 2 Составитель С. Шутова Редактор Ю. Ковач . Техред Ж.Кастелевич . Корректор Н. Стец Заказ 8350/80 Тираж 733 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4 магнитопроводящие зубцы, наконечники которых равны или меньше ширины раскрытия паза якоря с расположенными на них сигнальными обмотками. 2. Двигатель но п. 1,. о т л ич а ю ц и и с я тем, что, с öåëüâ . повйазения амплитуды импульса, сигнальные обмотки подключены к источнику питания. Источники информации, . р принятые во внимание при экспертизе 1. Горяинов Ф.А. Электромашинные усилители. М.-JI., Госэнергоиздат,1962 с. 139-196. 2. Иикроэлектродвигатели для систем автоматики. Технический справоч ник,под ред. Э.А. Лодочиикова к Ф.M. алферова. М., "Энергия", 1969, с. 79-97. 3. Ворисов В.А. Ибследование работы электромашинного усилителя 0 поперечным возбуждением. "Электричество", 1949, с. 64-66.
