Датчик углового положения с электромагнитной редукцией

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социалистических

Республик iii 954810 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (5l)М. Кл.

Q 01 В 7/30 (22) Заявлено 20.02.81 (21) 3251862/18-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (ЬаударствквМ кеиитет

СССР аю аалаи взабрвтеиик и открытки

Опубликовано 30.08.82. Бюллетень № 32 (53) УДК 621. .317.39:531. .717(088.8) Дата опубликования описания 30.08.82

В. Н. Бродовский, Е. С. Иванов, В. Н. Новиков, . И. Пятков, (72) Авторы изобретения

Б. Н. Каржавов и Ю. П. Рыбкин

Ц (7I ) Заявитель (54) ДАТЧИК УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ

С ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ РЕДУКБИЕЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля электрических машин, выходное напряжение которых зависит от положения их ротора.

Известен датчик углового положения с электромагнитной редукцией, имеюший статор с открытыми пазами, измерительную обмотку, расположенную в двух пазах и безобмоточный ротор (11 о

Недостатком данного датчика являет ся высокое выходное сопротивление и, как следствие, низкая помехоустойчивость.

Наиболее близким по технической суш15 ности к предлагаемому является датчикуглового положения с электромагнитной редукцией, содержащий зубчатый статор с фазными обмотками, выходные клеммы и клеммы для подключения к источнику переменного напряжения, обмотки выполнены из четного числа соединенных между собой катушек, каждая из которых помешена на зубце статора, а числа зубцов

2 каждой повторяющейся части статора и ротора отличаются между собой на единицу. Обмотки выполнены в виде соединенных между собой последовательно отдельных катушек, каждая из которых размешена на одном зубце (2) .

Недостаток известного датчика состоит в низкой точности.

Бель изобретения — повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в датчике углового положения с электромагнитной редукцией, содержащем зубча« тый статор,с фазными обмотками, выходные клеммы и клеммы для подключения к источнику переменного напряжения с обмотками, выполненными из четного числа соединенных между собой катушек, каждая из которых помещена на зубце статора, с числами зубцов каждой повторяющейся части статора и ротора, отличанжтимися между собой на единицу, каждая фазная обмотка разделена на две рав3 9548 ные части со средней точкой, подключенной к выходной клемме, каждая часть обмотки состоит из последовательно соединенных между собой групп катушек, начала и конць| всех фаз которых соединены через две общие точки с клеммами для подключения источника переменного напряжения, число зубцов статора кратно четырем, число зубцов, расположенных между зубцами, соответствующими нача- 16 лу каждой фазы, определяется соотношением

22 Q

Я -13 ме:к.враз р с 15 где 2 > и Е < — число зубцов ротора и статора соответственно, катушки в каждой группе помещены на смежных зубцах статора и подключены последовательно- щ встречно, а чиспо катушек в группе опредепя ется соотнош ение м

Kc

2т(-Е ) 25 где 3rp — число катушек в группе;

Ьс - число зубцов статора, p - числО mezzo роторщ

П1 - o фаз статОрнОй обмотк;@ и в обеих попуобмотках каждой фазы меж ду зубцами с первыми катушками двух последоватепьно соединенных групп распсм= ложены зубцы с катушками как этой же, так и следутоших фаз статора, и число этих зубцов определяется соотношением

35 ñ

Е ме к.тр

p, c.

40 между первым зубцом последней группы первой попуобмотки и первым зубцом первой группы второй полуобмотки распопожены зубцы, число которых определяется соотношением

",5Ес ср.точки р с

При числе фаз Обмотки, более двух, иисло зубцов статора кратно удвоенному числу фаз, и количество зубцов статора, распсаоженных между зубцами, соответствующими началу каждой фазы, определяется соотношением

К

Е с « 1

МЕ К.СРО - t (y

1ъ>2 р с

30 4 а число катушек в группе определяется соотношением с .

2 (,) На чертеже представлен датчик углового положения с электромагнитной редукцией дпя K< = 36, Я о = 39, Ит 3. Датчик состоит из клемм 1 дпя подключения источника переменного напряжения, соединенных с ним началами фазных обмоток групп катушек 2 статорной обмотки, помещенных на зубцах 3 статора, зубцов 4 ротора и присоединенных к концам фазных обмоток групп катушек 2 выходных клемм 5.

Группы катушек каждой из трех фаз показаны на зубцах статора на разных уровнях.

Датчик работает следующим образом.

При повороте ротора .меняется распределение проводимости под отдельными участками расточки статора, меняется распределение индуктивностей, соответ ствуюищх отдельным полуобмоткам, меняются и выходные напряжения. Благодаря тому, что катушки 2, принадлежащие отдельным фазам, имеют пространственный сдвиг в распределении по зубцам 3 статора, выходные напряжения различных фаз имеют фазовый сдвиг в угловой зависимости.

Так как при повороте ротора на одно зубцовое .деление повторяется картина распределения проводшкостн по всей зубцовои зоне датчика углового положения, то периодичность выходного напряжения будет соответствовать повороту ротора на одно зубцовое деление. Следовательно, предлагаемый датчик обладает свойством электромагнитной редукции.

В предлагаемом датчике углового псьложения изменена форма пазов ротора по сравнению с известным, где применены полукруглые пазы„подобно пазам высокочастотных индукторных ген ераторсв. Исследования, проведенные при проектировании электрических машин с электромат нитной редукп;ней, показали, что наибольшую модуляцию дают пазы прямоут сстьной формы. Глубина паза при этом должна быть не менее ширины паза. Для предлагаемого датчика углового положения применены прямоугсаьные пазы ротора.

Предлагаемый датчик углового положения применен в системах автоматичес954810

7, с меи, оз m(g

N 2 р с нием

1 с

Ме к,<ра 4(f„„-E 1 1

5 кого регулирования на основе эпектрических машин с электромагнитной редукпией. Датчик углового положения испсцн зуется дпя формирования мгновенных зна* чений фазных токов силового двигателя с 5 электромагнитной редукцией, в фу пщин угла поворота ротора этого двигателя.

Ротор датчика углового положения насаживается на один вал с ротором сипового двигателя.

Форм ул а изобретения

1. Датчик углового положения с электромагнитной редукцией, содержащий зубчатый безобмоточный ротор и зубчатый статор с фазными обмотками,- выходные клеммы и кпеммы дпя подключения к источнику переменного напряжения, 20

Обмоткн выполнены Из четного чИсла соединенных между собой катушек, каждая из которых помещена на зубце статора, а числа зубцов каждой повторяющейся части статора и ротора отличаются меж- 25 ду,собой на единицу, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения точности измерений, каждая фазная обмотка раздепена на две равные части со средней точкой, подкпюченной к выход- ЗО . ной клемме, каждая часть обмотки состоит из последовательно соединенных между собой групп катушек, начапа и концы всех фаз которых соединены череа две Общие точки с клеммами дпя подключения источника переменного на.пряжения, число зубцов статора кратно четырем, число зубцов, расположенных между зубцами, соответствующими началу каждой фазы, Определяется соотноше- ф

1де р " Ь c - число зубцов ротора и 45 статора соответственно, катушки в каж- дой группе помещены на смежных зубцах статора и подключены последовательно встречно, а число катушек в группе опрщяя?я ется сООтношением с

2п (Ь K ) где 3I.p — число катушек в группе, К числО IIΠст&тора, Kp - число зубцов ротора;

ta - число фаз статорной обмотки, и в обеих попуобмотках каждой фазы между зубпами с первыми катушками двух последовательно соединенных групп распопожевы зубпы с катушками как этой же, так и следующих фаз статора, и чис ло зубпов Опредепяется соотношением с меж.гр р с

t между первым зубцом последней группы первой попуобмотки и первым зубпом первой группы второй попуобмотки расположены зубцы, число которых: Определяется соотношением 5Ъс с р.точ к и = р с

2.Датчикпоп. 1, отличаю

m и и с я тем, что при выполнении обмотки с числом фаз, бопее двух, число зубцов статора кратно удвоенному жспу, фаз, И кОПИчество зубцов статора, расположенных между зубпами, соответствуккцими начапу каждой фазы, опредепяется соотношением а чиспо катушек в групне определяется . Из соОтнОшения

"р C (Z, -Ьс1

Источники информ&ции1 принятые во внимыке при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 587318, кп. G 01 В 7/30, 1976.

2. Патент ФРГ М 1054354, кп. 74 В 03, 1957 (прототип).