Трансформаторный датчик положения ротора Советский патент 1977 года по МПК H02K29/02 

(54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА

ванный магнитопровод 6. Размер пазов и шихтованного магнитопровода вдоль оси датчика равен ширине одного статора. Шихтованный магнитопровод 6 выполнен так, что количество его полюсов равно числу пар полюсов обслуживаемого датчиком двигателя. Число радиальных пазов в массивном цилиндре равно числу полюсов шихтованного магнитопровода.

В конструкции датчика для четырехполюсного двигателя, показанной на фиг. 1, шихтованный магнитопровод имеет два полюса, размешенные в двух радиальных пазах.

Число пазов статоров зависит от количества элементов полупроводникового коммутатора обслуживаемой машины. Катушки 3 обмоток управления размешаются в пазах статоров 1, 2 и охватывают один зубец.

В каждом статоре соединен последовательно - согласно (см. фиг. 2) комплект взаимносимметрично расположенных катушек 3 в количестве, равном числу пар полюсов обслуживаемой машины (в случае датчика для четырехполюсной машины, показанного на фиг. 1, комплект, как следует из фиг. 2, состоит из двух катушек). Однако расположенные на обоих статорах комплекты катушек соединены последовательно - встречно. Выполнив по этому принципу соединение всех катушек 3, получим определенное количество обмоток управления. На фиг. 2 зажимы обмотки управЛенин обозначены «а-а.

Два диаметрально расположенных паза каждого из статоров делаются глубже остальных и частично используются для размешения обмотки возбуждения 4. Обмотка возбуждения 4 датчика состоит из последовательно соединенных (см. фиг. 2) катушек статоров и питается переменным напряжением высокой частоты. Частота питаюшего напряжения выбирается с таким расчетом, чтобы в промежуток времени, соответствуюший перемешению ротора на одно зубцовое деление статора, укладывалось несколько периодов пнтаюшего напряжения.

Датчик работает по дифференциальной схеме. Для обмоток управления, которые не имеют катушек, расположенных в статоре 1 напротив полюсов шихтованного магнитопровода 5, суммарная ЭДС равна нулю, т. к. равные по величине ЭДС, наводимые на катушках, принадлежаших разным статорам, взаимно компенсируются. В обмотке управления, катушки которой, расположенные в статоре 1, находятся напротив полюсов шихтованного магнитонровода, баланс ЭДС нарушается. На

выходе такой обмотки получаем управляющий сигнал.

В датчике индукция имеет заметную величину только под полюсами шихтованного магнитопровода 6. По основной поверхности зазора переменный магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения 4, почти полностью заглушается вихревыми токами в массивном цилиндрическом роторе 5. Вследствие этого магнитный поток, сцепляюшийся с катушками возбуждения, весьма мал, а следовательно, мала реактивная мощность, затрачиваемая на возбуждение датчика. Малая величина магнитной индукции в статорах приводит к снижению потерь в железе и, в свою очередь, к снижению потребляемой датчиком активной мощности. Кроме этого, баланс ЭДС обмоток управления, которые не имеют катушек 3, расположенных напротив полюсов магнитопровода 6, достигается с большой точностью.

Таким образом, за счет более эффективного действия дифференциальной схемы датчика при наличии массивного цилиндра в предлагаемом датчике увеличивается отношение полезного сигнала к помехе.

Формула изобретения

Трансформаторный датчик положения ротора, например для двигателя постоянного тока с полупроводниковым коммутатором, содержащий два одинаковых статора, в пазах которых уложены обмотки управления, соединенные между собой по дифференциальной схеме, и обмотка возбуждения, и безобмоточный ротор, отличаюшийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности и повышения отношения полезного сигнала к помехе, ротор выполнен в виде массивного цилиндра из немагнитного электропроводного материала, причем на одном торце цилиндра на ширину статора выполнены симметричные радиальные пазы, число которых равно числу пар полюсов двигателя, а в пазах установлен шихтованный магнитопровод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. И. X. Маракасов, М. Г. Рябцев «Бесконтактные вентильные двигатели постоянного тока с трансформаторным коммутационным датчиком, «Труды третьей всесоюзной конференции по бесконтактным электрическим машинам, т. И, Гига, 1966.

2. Авторское свидетельство № 298996, кл. Н 02k 29/02, 1971.

а

О

Фиг. /

----л

Фи2. /