Индуктивный датчик угловых перемещений Советский патент 1983 года по МПК H02K24/00 

Изобретение относится к электро-, технике и может быть применено в еледящих приводах в качестве измерителя угла рассогласования. По основному авт. св. № 765944 известен .индуктивный датчик угловых перемещений, содержащий кольцевой шихто йанный статор с т-фазной обмоткой, соединенной с входными .и выходными .клеммами, и ротор в виде 2Р-полюсного постоянного магнита. Статор выполнен с наружным и внутренним обращенным .к ротору ярмами, между которыми размещена зубцовая зона с 4ртК (при .К - целое число) рас по ложе иными равно мерно по окружности закрытыми пазами, а каждая фаза обмотки образована 4р секциями,каждая из которых выполнена путем встречной намотки проводников на К соседних . зубцах/причем кгркдые 2р секции,расположенные.на статоре с Угловыми.интервалами по рад,объединены последовательно в группы, и ка -дые две группы расположенные с ин/тервалами по - рад, соединены меж-, ду собой, и общая точка указанных групп подключена к выходной клемме данной фазы 1). Однако устройство .характеризуется ограниченными функциональными возмож ностями. Оно может быть выполнено с малой аксиальной длиной. Переменный магнитный поток на проходит через воз душный зазор,замыкаясь по стали вокруг закрытых пазов, что обеспечивает снижение потребляемой мощности, В известном датчике обе фазы обмотки статора подключаются к общему однофазному источнику питания, В связи о этим образуется пульсирующий переменный магнитный поток, который не может слу жить носителем информации об угловом положении сельсина-датчика, как эхо имеет место в сельсинах-приемниках, Цель изобретения - расширение функ ционс1льных возможностей датчика, Поставленная цель достигается тем, что индуктивный датчик угловых переме щений дополнительно снабжен двумя парами трансформаторно связанных обмоток, первичные обмотки подсоединены к входным клеммам, а вторичные обмот ки подключены соответственно к двум фазай обмотки статора, при этом вторичные обмотки выполнены с выводами от средней точки И упомянутые вьтоды; Ъоедйнейы между собой, .. л; На фиг, 1 показана конструктивная схема электромашинной части датчика; на фиг, 2 - принципиальная схема даТ чика. Электромашинная часть датчика (Фиг, 1} содержит статор 1 и ротор 2, выполненный в виде постоянного магнита. Закрытые пазы статора 1 расположены равномерно по окружности, разделяющей статор 1 на два ярма 3 и 4, j причем сечение наружного ярма 4 боль: ше, чем сечение внутреннего 3, Число пазов статора ,. где Р - число пар полюсов ротора; К - целое число. При двухфазная обмотка стато.ра содержит восемь секций 5 - 12, каждая из которых расположена в К соседних пазах () , Каясдые 2р с.екций, расположенные на статоре 1 с угловы-. ми интервалами по - рад, т,е, при две секции, расположенные напротив, например секции 5 и 9, объединены последовательно в группы. Каждая . фаза образована последовательным сое- динением двух групп, расположенных на статоре 1 с угловыми интервалами по 2р рад (при Pel- перпендикуляра: но).,.В первую фазу (фиг, 2) входят группы секций 5, 9 и 7, 11, а во вторую - .-буппы секций 6,10 и 8,12., Точка соединения секций 7 и 9 под-, ключена к выходной клемме 13, а точка соединений секций 8 и 10 - к выходной клемме 14, Свободные концы двух фаз соединены с вторичными об мотками 15 и 16 от средних точек, и эти выводы объединены. Первичные обмотки 17 и 18 трансформаторов 19 и 20 подключены к входным клеммам 2124 датчика. Датчик работает следующим .образом. На входные клеммы 21-24 устройства подается двухфазная система переменных напряжений частоты ш от датчика угловых перемещений, например, от синусно-косинусного вращающегося трансформатора (ОКВТ) sinwt ; UjjjjiU oos/isinwt, где UQ - амплитуда выходного напряжения ; |Ь - угол поворота ротора СКВТ, Напряжения на вторичных обмотках 15 и 16 трансформаторов 19 и 20 рав-ныU g-K pUgS n sinwii где коэффициент трансформации, . При подаче на зажимы фазы переменного напряжения две соединенные прсле довательно группы образуют индуктивный делитель напряжения, ИндуктивЧ . ность каждой группы зависит от углового положения постоянного магнита. Геометрия статора 1 выбрана таким образом, что магнитный поток Ф постоянного магнита ротора 2 насыщает К соседних зубцов и рставляет ненасы- , щениым наружное ярмо 3, В связи : этим в положении, показанном на .фиг, 1, секций 5 и 9 обладают минимальной индуктивностью, а секции 7 и11 т-максимальной. При повороте на уг031 равный Л рад, соотношение индуктивностей изменяется на обратное, а при повороте на угол, равный Лрад, возвращается к;исходному, В связи с этим устройство с Зр-полгосным ротором в электрическом соотношении яв ляе тс я 4 р-полюс ным. При соответствумщей конфигурации полюсов 2 может быть получена синусоидальная зависимость индуктивности обМОТОК ох угла поворота.

При условии что за положительное направление вращения ротора 2 принято вращение против часовой , напряжение на ВЕ код11ШС клеммах 13 и 14 относительно объединенных средних точек обмоток 15 и 16 при состав U jsCk pypStn/ss4nwtco526ti ,,,cos sir tyis«n2ct,

где С - относительная глубина модуляции электромашинной части датчика;

vL - угол поворота рютора 2 относительно статора 1.

Разностное напряжение между клеммами 13 и 14 представляет собой выходное напряжение датчика угла рассогласования и равно

to

Bfew - 14 V о s ,

где у-Л - . Угол рассогласова|)ия.

Предлагаемый датчик обеспечивает получение нового качества - способности измерения угла рассогласования, что достигается созданием переменного магнитного поля, распределение которого по окружности статора 1 зависит от. соотношения входных напряжений.

ИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ по.авт. св. 765944, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможиостей, он снабжен двумя парами трансформаторно связанных обмотокf первяч ные обмотки подсоединены к входшш . клеммам, а вторичные обмотки подключены соответственно к двум фазам обмотки статора, при этом вторичные обмотки вьшолнены с выводами от средней точки и упсимянутые выводы соединены между собой,.

f/P/74

его

гз

ОЛ7

Off

г