Двигатель поперечного поля Советский патент 1986 года по МПК H02K23/20 

двигателя путем получения информации о направлении вращения двигателя. Двигатель содержит якорь 1, в пазах которого расположена якорная обмотка 2 . По крайней мере две группы пазов, служащих информационными, выполнены с шириной шлица, равной зубцовому делению якоря. Группы информационных пазов отделены друг от друга по меньшей мере тремя штат ными пазами, каждый информационный

Изобретение относится к производству специальных электрических двигателей потоянного тока, используемых в автоматических системах регулирования.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей двигателя поперечного поля путем получения информации и направлении вращения якоря двигателя.

На фиг.1 представлена схема дви- гателя.на фиг.2 - графики изменения магнитного сопротивления (R) цени магнитонроводящего зубца, изменение магнитного потока в этом зубце (Р) и последовательность импульсов ЭДС в сигнальной обмотке.

Чередование разных по длительности пауз - отсутствия сигналов и груп слгналов, разных по числу импульсов ЭДС в сигнальной обмотке, при противоположных направлениях вращения различно. Этот эффект используется в электронной схеме управления сле- дяшим электроприводом.

., .

Б пазах зубчатого якоря 1 располо жеца якорная обмотка 2, соединенная с коллектором, на котором установлены две пары щеток: продольные и поперечные, причем поперечные щетки замкнуты на активное сопротивление. В магнитопровод статора 3 уложены обмотки возбуждения 4, обмотки управления 5, компенсационная обмотка 6 и обмотка добавочного плюса 7 (в об- щем случае). В больших пазах магнито провода статора 3 по продольной оси о расположены магнитопроводяший зубец 8 с сигнальной обмоткой 9 для

паз в группе отделен друг от друга одним штатным пазом, число информационных пазов в группах возрастаетv Зубец статора выполнен с шириной наконечника, равной зубцовому делению якоря, а сигнальная обмотка выполнена с возможностью получения информации о направлении врашения якоря, при этом во многих случаях отпадает необходимость использовать другие элементы обратной связи. 2 ил

5

Ю

15

20 25

35

30

получения информации о частоте вращения якоря и его угловом положении и магнитопроводящий зубей с широким наконечником 0 с сигнальной обмоткой 11 для получения информации о направлении вращения дкоря . Магнитопроводящий зубец 8 имеет ширину наконечника, равную или меньше ширины шлица штатных пазов 12 якоря 1. Магнитопроводяший зубец 1 О имеет ширину наконечника, равную зубцовому делению, якоря . Ширина шлицов информационных пазов 1 3 также равна зубцовому делению якоря. На якоре имеются несколько групп информационных пазов 13, например, две, при этом в первой группе - один информационный паз, во второй - два. Первая группа отделена от второй группы информационных пазов не менее, чем тремя штатными пазами 12, а информационные пазы в каждой группе (в примере - во второй группе) - одним штатным пазом 12.

При отсутствии добавочных полюсов по оси q магнитопроводяшие зубцы могут быть также установлены в пазах по оси q.

С целью повьш1ения амплитуды импульсов в сигнальных обмотках, сигнальные обмотки могут быть подключены к источнику питания постоянного тока.

При работе двигателя через магни- топроводящие зубцы 8 и 10 проходит часть магнитного потока, создаваемая обмотками возбуждения 4.

Магнитное сопротивление цепи, включаюшей магнитопроводящий зубец R с узким наконечником, ширина которого равна или меньше ширины шлица штатных и информационных пазов, магнитное сопротивление статора 3 и якорь 1, импульсно изменяется при вращении якоря двигателя. Этому изменению магнитного сопротивления соответствует изменение магнитного потока в зубце 8, что приводит к появлению импульсов ЭДС в сигнальной обмотке 9. Частота следования импульсов ЭДС прямо пропорциональна частоте вращения якоря двигателя. Это следует из выражения для импульсов ЭДС в сигнальной обмотке:

,е ..COSuJt) п L

имп

t

dt

W P SihUt,

где W - число витков в сигнальной

обмотке;

Фд - постоянная частота магнитного потока в зубце; - амплитудное значение переменного по величине магнитного потока через зубец; W - частота вращения якоря.

Таким образом, магнитопроводящий зубец 8 с сигнальной обмоткой 9 выдает информацию о частоте вращения якоря. Если обеспечить счет импульсов от какого-то начального момента времениj то можно получить информацию об изменении углового положения якоря.

Магнитное сопротивление цепи, включающей магнитопроводящий зубец 1 О с щироким наконечником-,- равным по ширине зубцовому делению якоря, магнитопровод статора 3 и якоря 1, импульсно изменяется только при прохождении под наконечником зубца 10 информационных пазов 13, имеющих ширину шлица, также равную зубцовом делению якоря. Импульсное изменение магнитного сопротивления цепи приводит к изменению магнитного потока в зубке 10, что обеспечивает появление импульсов ЭДС в сигнальной обмотке 11.

Чередование этих импульсов имеет закономерность, связанную с расположением информационных пазов на якоре, В случае рассматриваемого примера, импульсы ЭДС следуют в соответствии с кодом, изображенным на фиг.2, так при вращении якоря против часовой стрелки будут два

нмплуьса, затем короткая пауза, че- тьфе импульса, затем длинная пауза и снова повторение кода. При вращении по часовой стрелке будут четыре 5 импульса, затем короткая пауза, два импульса, затем длинная пауза и снова повторение кода. Операция обработки импульсной информации достаточно просто реализуется в системах

0 автоматического регулирования.

Предпагаемое изобретение позволяет значительно расширить функциональные возможности двигателя поперечного поля без изменения его габа5 ритов и массы, без изменения момента инерции якоря за счет получения информации о частоте и направлении вращения и угловом положении якоря . При этом во многих случаях отпадает

Q необходимость использовать другие

элементы обратной связи, пристраивае- .мые к двигателю, что существенно упрощает его конструкцию, повьшает . надежность и точность выполнения за5 дач. Возможность получения с двигателя импульсных сигналов о положении якоря относительно числа и myльcoв о частоте вращения и его направлении в ряде случаев позволяет исключить из привода элементы синхронной связи и замыкать привод непосредственно через вычислительную машину.

Формула изобретения

Двигатель поперечного поля, содержащий пазовый якорь с обмоткой и магнитопровод статора, в пазах которых размещены обмотки возбуждения, обмотки управления, компенсационпая обмотка и обмотка добавочных полюсов, и в котором имеются по крайней мере по одной из осей магнитопроводяи1ие зубцы с расположенными на них сигнальными обмотками для получения информации о частоте вращения якоря двигателя и его угловом положении, отлич ающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей двигателя путем полу чения информации о направлении вращения якоря двигателя, в последнем по крайней мере две группы пазов, служащих информационными, вьтолнень с шириной шлица,рапной зубцовомуделе

5 нию якоря,причем группы информационных пазов отделены друг от друга по меньшей мере тремя штатньии пазами , каждый информационный паз в группе отделен

друг от друга одним штатным пазом, . а число информационных пазов в группах возрастает по закону , где п 1, 2, Зит.д. - номер грунпы информа1щонных пазов, при этом один магнитонроводя1Ш-1Й зубец статора выполнен с шириной наконечника, равной зубцовому делению якоря двигателя, а его сигнальная обмотка вьтолнена с вояможностью получения информации вращения яко - ря.

Изобретение относится к области специальных электродвигателей пос- тоянного тока, используемых в автоматических системах регулирования. Цепью изобретения является расширение функциональных возможностей 7 t 3 с Ф /) -п

Фиг 2