Магнитная опора,совмещенная с датчиком угла Советский патент 1975 года по МПК G01C19/24 G08C9/04 H02K24/00 

I

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим микромашинам переменного тока.

Известны магнитные опоры, выполняющие одновременно функции датчика угла. Устройство состоит из восьмиполюсиого статора, причем на каждом полюсе имеется первичная обмотка и обмотка управления, ротор зубчатый четырехполюсный.

Каждая пара катушек смежных полюсов обмотки возбуждения соединена согласно и через конденсатор подключена к источнику питания. Все смежные полюсные катушки обмотки управления включены встречно.

Недостаток рассмотренных конструктивных схем магнитных опор типа микросии заключается в невозможности достижения максимальной жесткости, восстаиавливаюш,ей силы из-за относительно большего активного сопротивления обмоток и магнитного сопротивления полюсов магиитопровода.

Цель изобретения - повысить жесткость восстанавливаюпдей силы за счет снижения активных сопротивлений обмоток и магнитного сопротивления полюсов. Указанная цель достигается тем, что в магнитопроводе статора выполнены дополнительные пазы, в которые укладывают секции обмотки управления.

На фиг. 1 представлена конструкция магнитной опоры; на фиг. 2 - ее электрическая схема. Магнитная опора содержит статор 1 с числом полюсов, кратным четырем, и зубчатого ротора 2 с числом полюсов, равным числу полюсов статора.

В четырех основных пазах статора расположена обмотка возбуждения 3, каждая полюсная катушка которой через конденсатор 4 подключена к источнику питания 5 (фиг. 2). В малых дополнительных пазах расположена обмотка управления 6, (фиг. 1), состоящая из секций с щагом, равным зубцовому

делению, и соединенных встречно.

Принцип действия магнитной опоры заключается в следующем. Если четыре конденсатора, подключенные к катушке первичной об-. мотки, выбраны таким образом, что индуктивное сопротивление каждой полюсной катушки, когда ротор занимает центральное положение, больше, чем емкостное сопротивление конденсаторов, но близко к резонансу напряжений, то при радиальном смещении

ротора происходит резкое увеличение реактивного сопротивления резонансной цепи полюса, в направлении которого смещается ротор, вызывая резкое уменьщение тока в обмотке этого полюса и соответствующее ослабление притяжения; на противоположном полюсе действие обратно.

Таким образом, создаются магнитиые силы, удерживающие ротор в центральном положении. Обмотка управления позволяет компенсировать реактивный момент путем подключения конденсатора параллельно обмотке управления. Благодаря такому соединению возникает емкостной ток в обмотке управления, пропорциональный входному напряжению. Направление этого тока таково, что, взаимодействуя с током обмотки возбуждения, он создает усилие, пропорциональное угловому смещению ротора, которое компенсирует реактивный момент.

Кроме того, обмотка управления позволяет использовать магнитную опору в качестве датчика угла при повороте ротора. В отличие от известных магнитных опор, в которых потоки создаются восемью катушками обмотки возбуждения, в настоящей магнитной опоре такие же по величине и направлению магнитные потоки создаются четырьмя катушками. Такая схема обмотки возбуждения позволяет снизить ее активное сопротивление за счет сокращения длины провода. Размещение обмотки возбуждения в пазах большего сечения, которые выполняются такими благодаря тому, что пазы обмотки управления имеют малое сечение, дает возможность уменьшить активное сопротивление обмотки возбуждения за счет увеличения сечения меди.

Кроме того, выполнение пазов обмотки управления малого сечения увеличивает объем железа полюса и снижает магнитное сопротивление магнитопровода.

Таким образом, магнитная онора имеет значительно меньшее активное сопротивление обмоток и сопротивление потерь в полюсах магннтопровода, что в 1,5-2 раза увеличивает ее добротность по сравнению с известным микросином.

Увеличение добротности резонансных контуров полюсных катушек обмотки возбуждения ведет к более резкой зависимости тока в этой обмотке от смещения ротора, а следовательно к увеличению жесткости восстанавливающей силы магнитной опоры.

Предмет изобретения

Магнитная опора, совмещенная с датчиком угла, содержащая безобмоточный зубчатый ротор и статор с обмотками управления и возбуждения, калсдая из которых состоит из секций, причем секции обмотки возбуждения уложены в основные пазы статора и подключены через емкости к источнику питания, отличающаяся тем, что, с целью увеличения жесткости опоры и уменьшения реактивного момента, в полюсах статора выполнены дополнительные пазы, в которых уложены секции обмотки управления.

«

Фиг. 1