Датчик положения ротора вентильного электродвигателя Советский патент 1984 года по МПК H02K29/00 

1; 11 Изобретение относится к электротехнике, в частности к датчикам положения ротора трансформаторного типа вентильнь1х электродвигателей. Известны датчики положения ротора содержащие статор с размещенными в его пазах- обмотками возбуждения, подключенныкм к высокочастотному источнику переменного напряжения, и выходными обмотками. Безобмоточный ротор датчика жестко соединен с валом двигателя Т Недостатком такого датчика положения ротора является низкая мощность выходного сигнала, что требует включения в цепь выходных обмоток соответ ствующих усилителей мощности. Это, в свою очередь приводит к усложнению электронного коммутатора. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является датчик положения ротора вентильного электродвигателя, содержащий ротор . 9 виде сектора из магнитомягкого материала и зубчатый статор, на зубцах которого расположены последовательно соединенные секции чередующейся поляр ности обмотки возбуждения и выходная обмотка, выполненная в виде встречно включенных групп секций, соединенных между собой последовательно в предела полюсного деления, а сектор ротора выполнен с йолюсной дугой, равной эл.град 12. ИедосТатком известного датчика положения ротона является невысокий коэффициент модуляции выходного сиг, .нала. . - . . . :, Цель изобретения - повышение коэффициента модуляции выходного напряжения. Указанная Цель достигается тем, что-в датчике положения ротора вен1гильногЬ электродвигателя, содержанием зубчатый ферромагнитный ротор и зубчатый статор, в пазах которого расположены последовательно соединен ные секций чередукнцейся полярности ббмотки возбуждения и выходная обмотка выполненная в виде встречно включенных полуфаз, соединенных последовательно, каждая полуфаза содержит две группы секций чередующейся поляр ности с .разным количеством витков, включенных последовательно-встречно, количества которьпс выбраны из усло, где U2 мокс. .- максимальное и минимальное 4 модулирование напряжения, соответственно групп секций с меньшим и большим количеством витков, при этом в первой полуфазе секции с большим числом витков расположены на нечетных полюсах, а секции с меньшим числом витков - на четных полюсах, вторая полуфаза имеет на нечетных полюсах секции с меньшим числом витков, а на четных - с большим числом витков. За счет этого результирующая ЭДС, индуктируемая в полуфазе при опреде- ленном соотношении витков W., и W , равна.нулю. На фиг. t показан датчик положения ротора, поперечный разрез; на фиг. 2.- Электрическая схема одной фазы т-фазной обмотки; на фиг.3 форманапряжения на полуфазе выходной обмотки датчика положения ротора. Зубчатый статор 1 датчика положения ротора выполнен в виде пакета из штампованных ферромагнитных пластин, в пазах которого расположены обмотка -2 возбуждения и выходная обмот- . ка 3. В расточке статора 1 коаксиально расположен ротор с ферромагнитными зубцами 4, набранными из штампованных пластин. Зубцы А жестко прикреплены к валу двигателя 5 через немагнитную цилиндрическую втулку 6 и расположены через 120 геометр, град. На фиг. 2 изображена первая фаза вьгхоДной обмотки 3 и взаимное расположение зубцов 4 ротора относительно зубцов (полюсов) 7-24 статора 1. Она состоит из полуфаз с выводными концами соответственно (а, х) и (а, х). Первая полуфаза содержит шесть соединенных последовательно секций, расположенных на полюсах 7, 10, 13, 16, 19 и 22, причем на кечеТных полюсах 7, 13 и 19 расположены секции с большим количеством витков W, а на четных 10, 16 и 22 - с меньшим количеством витков Wj,. Вторая полуфаза расположена в тех же пазах, что и .первая полуфаза, и содержит шесть секций, соединённых последовательно и расположенных на полюсах 7, 10, 13, 16, 19 и 22, при этом ria нечетных полюсах 7 13 и 19 расположены секции с меньшим количеством витков W, а на четнЫх полюсах 10, 16 и 22.с большим количеством витков W. Вторая и третья фазы соединены налогично и расположены со сдвигом соответственно 120 и 240 эл.град. Секции обмотки 2 возбуящёния соединены последовательно с образовани ем чередующейся полярности полнхов 7-24 статора 1 (фиг. 2), При подаче переменного напряжения высокой частоты на обиотку 2 возбуждения (фиг. 1) в зубчатом статоре Г возникают магнитные потоки, индуктирующие трансформаторные ЭДС в секциях рыходной обмотки 3, амплитуда которых определяется величиной магнитной проводимости для соответствующег магнитного, потока. В полюсах 7, 13 и 19 статора 1, напротив которых находятся зубцы 4 ротора, магнитные потоки больше, чем в остальных зубцах статора 1. Соответственно отличаются и трансформаторные ЭДС в.секциях выходной обмотки 3. При вращении ротора ЭДС в секциях выходной обмотки 3 модулируется по амплитуде с частотой вращения. Рассмотрим для примера два крайних положения зубцов 4 ротора относительно полюсов статора 1, соответствующие максимальной и минимальной магнитным проводимостям первой фазы. Расположение зубцов 4 ротора . (фиг. 2) соответствует максимальной .магнитной проводимости и в секциях полюсов 7, 13 и 19 индуктируется ЭДС с максимальной амплитудой U.,,,,. (фиг.. 3 ), а в секциях Полюсов 10, 16 и 22 - с минимальной амплитудой (фиг. 36). При повороте зубцов. 4 ротора на 180 эл.град в секциях полюсов 7, 13 и 19 индуктируются ЭДС с минимальной амплитудой Uf-fwA- (фиг. За).Проводимость магнитной цепи в этом положении минимальная. В секциях полюсов 10, 16 и 22 индуктируются ЭДС максимальной величины Sfijac. (фиг. Зб). Проводимость магнитной цепи этих полюсов максимальна, так как зубцы 4 ротора перекрывают полюса 9-1 1, 15-1 7 и 21 -23. При этом в секциях.полюсов 10, 16 и 22 индуктируются ЭДС, сдвинутые по фазе на 180 зл. град, и в связис этим ЭДС полуфаз,ы находится как разность ЭДС секций полюсов 7, 13 и 19, имеющих большее, количество витков, и ЭДС полюсов.10, 16 и 22, имеющих меньщее количество витков. Результирующая ЭДС показана на фиг. 36, При определенном соотношении витков W и Wj минимальная -амплитуда полностью скомпенсирована, максютальным противофазным и равным по величине напряжением Р этом коэффициент модуляции имеет наивысшее значение - MOIkc и.шмн W и + D при и. ЛАОНС 1ЛИН Техническими преимуществами иэобретения являются снижение уровня вы сокочастотного питающего напряжения, уменьшение мощности источника питанй-я и мощности элементов нагрузки выходной обмотки путем разделения каждой полуфазы на две группы чередулщихся секций с разным количеством витков, включенных последовательно.

s

;

ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий зубчатый ферромагнитный ротор и зубчатый статор, в пазах которого расположены последовательно соединенные секции чередующейся полярности обмотИБЛЙОШАI ки возбуждения и выходная обмотка, выполненная в виде встречно включенных полуфаз, соединенных последовательно, отличающийся тем, ЧТО, с целью увеличения коэффициента модуляции, каждая полуфаза содержит две группы секций чередующейся полярности с разным количеством витков, включенных последовательно-встречно, при ЭТОМ в первой полуфазе секции с большим количеством витков расположены на нечевных полюсах а секции с меньшим числом витков - на четных полюсах, втораяполуфаза имеет на нечетньк полюсах секции с меньшим количеством витков, а на четных - { с б,ольшим количеством витков.