Устройство для дискретного задания углов Советский патент 1988 года по МПК H02K24/00 H02M5/32 

1

S 7

qjus.i

Изобретение относится к информационным электромикромашинам и может быть использовано в системах автоматики и вычислительной техники в каче- стве датчика и измерителя дискретно заданных угловых положений выходных валов машин и механизмов.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг,1 изображены зубцовые зоны магнитопроводов статора и ротора ройства; на фиг.2 - схема укладки обмотки в виде жгута проводников и соединения проводников в обмотку статора (ротора).

Устройство (фиг.) состоит из магнитопроводов и 2 соответственно статора и ротора, на которых выполнены пазы 3 и 4, в которые уложены жгуты проводников выходной обмотки прямой 5 и обратной 6 волной и обмотки возбуждения прямой 7 и обратной 8 волной по типу зубец - полюс. Магнитопроводы выполнены из сплошного магнитомягко го материала.

Полюсное деление Г. равно зубцово- му делению С Каждая ив обмоток - выходная, концы которой обозначены С1

и С2, или возбузкдения, концы которой о точности работы осуществляется за

обозначены В1 и В2 (фиг.2), формируется в виде жгута 9 проводников с началами 1Н, 2Н, ЗН, 4Н и концами 1К, 2К, ЭК, 4К. Начало жгута 9 уложено в первый паз 10 (на фиг.2 пронумерованы УСЛОВНО .пазм, в которые уложен жгут 9, с 10 по 521) затем волной, например по часовой стрелке (фиг.2, вправо), укладывается во второй паз П, в третий и т.д. до первого паза 10, а затем обратно волной в обратную сторону в паз 521, затем 520 и т.д. до второго паза 11, и которого дит конец жгута 9. Жгут 9 состоит из нескольких проводников, например четырех (фиг,2), которые соединяются последовательно согласно, т.е. конец 1К первого проводника соединен с началом 2Н второго проводника, конец 2К второго проводника соединен с нача лом ЗН третьего проводника и т.д. 1Н первого проводника -и конец 4К последнего проводника являются началом В (С1) и концом В2 (С2) обмотки возбуждения (выходнбй обмотки). Ширина (толщина зубца магнитопровода статора 1 меньше ширины (Ьллп) паза 4 магнитопровода 2 ротора на величину .(0,02-0,2)Ор , где Ср35

40

счет повьппения разрешающей способн ти путем увеличения крутизны выход го сигнала и уменьшения остаточног напряжения, а также за счет повыш ния качества изготовления.

УвеличеТчие крутизны выходного сигнала и уменьшение остаточного н пряжения достигается тем, что шири b каждого паза магнитопровода ро тора больше ширины b 20 каждого зуб ца магнитопровода статора на велич ну (0,2-0,2) Ср , т.е.

45

где k.

(k 1 - k,), 2i02fj. 1.

„ Vi S

to Ьпл

k,

50

55

P ПС

Is . 1,

,- . P Пс

В этом случае приращение величи выходного напряжения при единичном угле поворота ротора определяется не только площадью зубцов статора, которую приходится увеличение пото постоянного по величине, при повор те ротора, но и определяется тем, что сам ф в этом . случае увеличива ется по линейному закону, т.е. в проводниках выходной обмотки навод

полюсное деление магнитбпровода 2 ро TOpaj совпадающее с зубцовым положением магнитопровода 1 статора, т.е. f,...

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания на концы В1 и В2 обмотки возбуждения, расположенной на магнитопроводе 2 ротора (фиг.1 и 2), на выходной обмотке выходное напряжение на концах С1 и С2 изменяется по Пилообразной форме в функции угла поворота ротора, т.е. изменяется от нуля до максимума (в фазе и в противофазе) с периодичностью, равной числу зубцов (пазов) магнитопроводов например ротора, деленному пополам. За один оборот ротора выходное напряжение обратится в ноль столько раз, сколько зубцов (пазов) на магнито- проводе, т.е. при задании или определении угловых положений по минимуму напряжения устанавливается п угловых положений ротора через равные

,360°.

( ) угловые промежутки, где п число полюсов устройства,

В данном устройстве повышение

счет повьппения разрешающей способнос«г ти путем увеличения крутизны выходное, го сигнала и уменьшения остаточного напряжения, а также за счет повыше : ния качества изготовления.

УвеличеТчие крутизны выходного сигнала и уменьшение остаточного напряжения достигается тем, что ширина - b каждого паза магнитопровода ротора больше ширины b 20 каждого зуб ца магнитопровода статора на величи ну (0,2-0,2) Ср , т.е.

5

где k.

(k 1 - k,), 2i02fj. 1.

„ Vi S

to Ьпл

k,

0

5

P ПС

Is . 1,

,- . P Пс

В этом случае приращение величины выходного напряжения при единичном угле поворота ротора определяется не только площадью зубцов статора, на которую приходится увеличение потока, постоянного по величине, при повороте ротора, но и определяется тем, что сам ф в этом . случае увеличивается по линейному закону, т.е. в проводниках выходной обмотки наводитг

ся большее выходное напряжение. При этом магнитный поток в районе нулевой точки расположения ротора относительно статора проходит через торцовые поверхности зубцов и, следовательно, величина остаточной ЭДС невысока. .

Значение 0,02 р определяет минимальный диапазон (+ 30 угл.с) угловых положений около нулевого (задаваемого), при которых реализуются, преимущества предлагаемого устройства, ia значение 0,2 Dp определяет технологическую возможность изготовления минимальной ширины зубцов магнитопровода статора. Величина остаточной ЭДС уменьшается за счет равномерного расположения лобовых

одних и тех же пазах и распо ложё ны одних и тех же лобовых частях, и за счет того, что электромагнитные связи между обмотками становятся идентичными, в том числе и по лобовым частям, что по принципу работы дан ного устройства приводит к компенса -: ции остаточных напряжений в витках

выходной обмотки и к значительному уменьшению общего остаточного напряжения выходной обмотки

Кроме того, расположение обмотки возбэт дения на магнитопроводе ротора,

который подвижен относительно магнитопровода статора, закрепляемого в приборах неподвижно, .позволяет избежать наводок напряжений в выходном сигнале,от других источников при пере™

частей обмоток относительно друг дру г20 даче больших значений напряжения га, и за счет того, что проводники , возбуждения на ротор через контактно каждой из обмоток лежат вместе в . или бесконтактные устройства.

IfHTl НП НП rfn rfr

/5

JL

iS ( fff 11 1 ГЗ т /5

US.

82(02)