Датчик положения ротора

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

<и> 942215. Сеюа Севетсиик

Сециалистичесиин

Республик

К АВТОВСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.05.79 (2! ) 2768132/24-07 (51}М. Кл. с присоединением заявки МК 02 К 29/02 йсуднрстрапа3 квинтет есер ао аннам нзвйретеннй и втнрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 07.07.82. - Бюллетень Ле 25 (5З) УЙК621.313. .13.014.2:621. .382(088.8) Дата опубликовании описания 07,07.82

Н. П. Адволоткин, А. П. Капустин, Н. И. Лебеде, A. С. Минин и И. Е. Овчинников (72) Авторв . изобретения (7l ) Заявитель (54} ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА

Изобретение относится к эпектрическим машинам, а именно к высокоскоростным вентипьным двигателям.

Известны датчики поножения ротора вентипьных двигателей, содержашие не5 подвижно распопоженные магниточувстви-. тепьные эпементы и закреппенный на ваду двигателя ротор с сигнапьными секторами в виде постоянных магнитов (1).

Недостатком таких датчиков явпяется низкая прочность ротора,. обусаовленная напичием на нем постоянных магнитов, что не позвопяет использовать их в высокоскоростных машинах.

Известны датчики попожения ротора, содержашие закрепленный на вацу двигатепя ротор с магнитомягким экраном и расположенные неподвижно по разные сто роны экрана источники н.с. (постоянные магниты} и магниточувствитепьные эпе- 20 менты Р23.

Недостатком известных датчиков с врашаюшими экранами явпяется наличие двухстороннего зазора между подвижной и неподвижной частями датчика, что сушественно усложняет конструкцию датчика и эпектрической машины.

Наибопее бпиэким к предпагаемому является датчик положения, ко-.орый содержит неподвижно расположенные на ма нитопроводах магниточувствитепьные эне менты (намагниченные в осевом направпении постоянные магниты) и закрепнен» ный на вану ротор, содержаший.сигнаФный сектор в виде магнитомягкого попю» са и магнитный шунт, распопоженный с противоположной стороны попюса; параплепьно оси вращенйя. При вращении ротора, он либо замыкает магнитную цепь, состоящую из магниточувствитепъного эпемента, магнитопровода, магнита и магнитомягкого попюса, пибо щунтирует маг» нитный поток магнита шунтом, уменьшая тем самым паразитное впияние магнита на чувствитепьные элементы (31.

Недостатками датчика явпяются низкая прочность-якоря и сложность конструкции.

3 94221

Низкая прочность ротора обусловлена тем, что. расположенный параллельно оси вращения магнитный шунт подвержен существенному воздействию изгибающего: момента в местах его крепления к торцовой поверхности полюса. В результате этого, при больших окружных скоростях магнитного шунта (свыше 70-80 м/с) он отгибается и. конструкция теряет свою работоспособность. Наличие торцового и радиального зазоров усложняет конструкцию датчика и технологию изготовления.

Uemь изобретения — увеличение проч.ности ротора,. повышение эа счет этого его окружной скорости и упрощение конструкции путеМ исключения двухсторон4его зазора.

Указанная цель достигается тем, что ротор выполнен в виде кольцевого магнитопровода, сигнальные секторы и магнит- о ные шунты расположены по внешнему и внутреннему диаметрам, неподвижные маг,— нитопроводы содержат дополнительные попюсные выступы, расположенные в зоне прохождения полюсов магнитных шунтов а постоянные магниты расположены в эоне прохождения кольцевого магнитопровода.

На фиг. 1 представлена конструкция датчика; на фиг. - конфигурация коль- ЗО цевого магнитопровода; на фиг. 3 - конструкция ротора, Датчик положения (фиг. 1 и 2) включает в себя ротор 1, на котором закреплен кольцевой магнитопровод 2 с.полюсами сигнальных секторов 3 и 4, выпол35 ненных по наружному диаметру, и полюсами магнитных шунтов 5 и 6, выполнен ных по внутреннему диаметру. Неподвиж, но закрепленные части датчика содержат ао магнитопровод 7 с полюсными выступами

8 и 9, к которому одним из полюсов прилегает постоянный магнит 10. Магниточувствитепьный элемент 11 закреплен на полюсном выступе 8.

Магнитопроводы с постоянными маг- 4

HHTBMH и магннточувствительными элементами расположены относительно ротора таким образом, что магниточувствитепьные элементы находятся в зоне прохождения сигнальных секторов„ магниты в зоне прохождения кольцевого магнитопровода, а полюсные выступы, 8 в зоне прохождения Йагнитных шунтов.

В конструкции ротора (фиг. 3) кольцевой магнитопровод соединен или выполнен заодно с конструктивным элементом

12, соединяюшим между собой полюса, 5 4 выполненные по внутреннему диаметру.

Магнитные шунты образованы сегментообразным вырезом, ось которого совпадает с осью сигнального элемента. Это упрощает конструкцию якоря и узла крепления его к ротору.

Датчик работает следующим образом.

При вращении ротора с кольцевым магнитопроводом 2, полюса сигнальных секторов 3 и 4 и магнитных шунтов 5 и

6 поочередно замыкают магнитный поток постоянного магнита 10. В случае, ког-

;1 да в зоне магниточувствитепьного элемента 11 находится полюс сигнального сектора, например 3, магнитный поток замыкается через кольцевой магнитопровод 2, полюс сектора 3, магниточувствительный элемент 11, полюсный выступ

8 и магнитопровод 7.

При отсутствии сигнального сектора в зоне магниточувствительного элемента магнитный поток замыкается через кольцевой магнитопровод 2, полюс магнитного - шунта, например, 5, полюсный вы ступ 9 и магнитопровод 7. Поток через магниточувствительный элемент при этом отсутствует.

Применение такой конструкции позволяет увеличить окружную скорость ротора. Зто достигается применением кош левого магнитопровода, имеющего высокую механическую прочность.

Так, для конструкции с сечением выступов пошосов, составляющих 0,5 от величины сечения непосредственно кольцевого магнитопровода, выполненного иэ магнитомягкой степи с пределом текучес» ти 54 кг/мм, при условии полуторакрат2

НОго запаса ПО прочности у Окружная ско рость кольцевого магиитопровода достигает 180 м/с. Применение более прочных сталей позволяет увеличить окружную скорость до 200-220 м/с.

Кроме того, конструкция достаточно проста как в изготовлении, так и щж сборке машины с датчиком и его настройке. B значительной мере это обусловлено отсутствием двухстороннего рабочего зазора.

Предлагаемый датчик положения ротора целесообразно испольэовать в мощных высокоскоростных машинах, имеющих достаточно большие диаметры валов, что вызывает необходимость изготовления якоря датчика достаточно большого диаметра с высокими окружными скоростями рабочих элементов

Форму па

5 9422 изобретения

1. Датчик положения ротора,.содержаший ротор с выполненными из магнитомягкого материапа сигнапьными сектора- 5 ми и магнитными. шунтами и статор, на котором расположены постоянные магниты, припегаюшие к ним магнитопроводы с попюсными выступами и распопоженные на попюсных выступах магниточувстви —. 1О тепьные эпементы, число которых равно чиспу постоянных магнитов, помещенные в зоне прохождения пошосов сигнапьных секторов, о т п и ч а ю ш и и с я тем, что, с-цепью увеличения прочности и уп- 15 рошения конструкции, ротор выпопнен в виде копьцевого магнитопровода, сигнапьные секторы и магнитные, шунты распопожены по внешнему и внутреннему диаметрам, магнитопроводы содержит допол- щ нитепьные попюсные выступы, распопо«

15 6 женные в зоне прохождения попюсов маг-; нитных шунтов, а постоянные магниты распопожены в зоне прохождения копьце вого магии топровода.

2. Датчик по п. 1; о т п и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью упрошения конструкции, на магнитопроводе ротора выполнены сегментообразные вырезы, оси которых совпадают с -осью соответствуюшего сигнального сектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

М 233486, кп. Н 02 К 29/02, 1969.

2. Копыпов И. П. и Панферов Ю. Б.

Микроэпектродвигатепи постоянного, тока с коммутаторами на магнитоуправпяемых:. контактах. М., "Энергия, 1976, с.8-14.

3. Авторское свидете пьство СССР

М 437183, кп. Н 02 К 29/02, 1974.

ВНИИПИ Заказ 4860/49

Тираж 721 Подписное

Филиал ППП Патент, и. Ужгород,ул.Проектная64