Емкостной датчик положения ротора вентильного электродвигателя Советский патент 1978 года по МПК H02K29/00 G08C9/02 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, для определения полож ения ротора вентильного электродвигателя.

Известны датчики положения ротора, содержащие на статоре двухфазную систему первичиых обмоток, подключенных к раздельно регулируемым источникам питания, многофазную систему выходных обмоток, подключенных к нагрузке, и ротор в виде двух индукто,ров, смещенных на фиксированный угол 1.

Такие датчики обладают широкими функциональными возможностями, однако они сложны в изготовлении, поскольку требуют магнитопроводов, выполненных из феррита или магнитодиэлектрика, и значительного объема обмоточных работ. Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущности и решаемой задаче является емкостный датчик положения ротора вентильного электродвигателя, содержащий конденсатор постоянной емкости с вращающейся и неподвижной обкладками, конденсатор переменной емкости с вращающейся обкладкой и группой неподвижных Обкладок, прИЧем вращающаяся обкладка соединена электрически и механически с вращающейся обкладкой конденсатора постоянной емкости, а неподвижные обкладки соединены с одними зажимами нагрузки. Датчик содержит источник питания, подключенный между неподвижной обкладкой конденсатора постоянной емкости и объединенными другими зажимами нагрузки 2. Такой датчик имеет простую конструкцию и высокую технологичность изготовления, однако функциональные возможности его невелики, в частности он не дозволяет изменять фазу выходного сигнала воздействием по электрическому входу, например, путем регулирования величины выходного напряжения источника питания, нальных возможностей датчика. Поставленная

Цель изобретения - расширение функциоцель достигается тем, что датчик снабжен дополнительными конденсатором постоянной емкости и источником питания, конденсатор переменной емкости снабжен дополнительной вращающейся обладкой, смещенной относительно основной на фиксированный угол, дополнительный источник питания подключен между неподвижной обкладкой дополнительного конденсатора постоянной емкости и объединенными зажимами нагрузки, дополнительная обкладка конденсатора переменной емкости соединена электрически с вращающейся обкладкой дополнительного конденсатора постоянной емкости, а источники питания выполнены регулируемыми.

На фиг. 1 показан датчик с радиальным воздушным зазором для вентильного электродвигателя с числом па.р полюсов 2р, равным двум, и числом фаз т, равным трем; на фиг. 2 - датчик с аксиальным воздушным зазором; на фиг. 3 - электрическая схема датчика. Емкостный датчик положения ротора для вентильного двигателя содержит два конденсатора постоянной емкости с первичными неподвижными обкладками 1 и 2, расположенными на диэлектрическом корпусе 3 датчика и вторичными вращающимися о-бкладками 4 и 5, расположенными на диэлектрическом валу 6 датчика, и конденсатор переменной емкости с неподвижными обкладками 7, 8, 9, расположенными в корпусе 3 с угловым сдвигом град, и вращающимися обкладками 10, 11, расположенными на валу 6 в количестве, равном числу полюсов двигателя, и электрически соединенными две группы, сдвинутые относительно друг друга на угол, равный причем каждая группа электрически соединена с вращающейся обкладкой одного из конденсаторов ПОСТОЯННОЙ емкости, расположенных на валу датчика. Опоры 12 и 13 фиксируют вал датчика относительно корпуса. Регулируемьши источниками являются зажимы 14,15 и 16 реостата 17 (фиг. о). Емкостный датчик работает следующим образом. В случае, если ползунок реостата соединен с зажимом 15, обесточивается одна из групп -„ ,конденсаторов, , с обкладками 2, 5, и ток в нагрузке 18 определяется величиной емкости, образованной обкладкой 10 конденсатора переменной емкости, вторичной обкладкой 7 этого же конденсатора и емкостью между обкладками 1 и 4 конденсатора постоянной емкости. Величина напряжения на нагрузке 18 есть периодическая функция угла поворота ротора датчика. Величины напряжений на нагрузках 19 и 20 также зависят от угла поворота, но сдвинуты по фазе оги(бающей на угол, равный . При перемещении ползунка реостата в положение, соответствующее его замыканию с зажимом 16, фазы огибающих высокочастотнего тока в нагрузках сдвинутся на угол, определяемый угловым сдвигом между обкладками 10 и 11, так как ток замкнется по цепи: 2, 5, Г1, 7, 18, 14, что обуславливает сдвиг по фазе между огибающими напряжений, равный - для . При плавном изменени|И напряжений источ НИКОВ можно добиться соответствующего изменения фазы огибающей тока в нагрузке. Необходимый характер зависимостей емкости, а следовательно, и напряжения от угла поворота ротора определяется соответствующими размерами и формой обкладок конденсатора переменной емкости. Для гальванической развязки датчика от входных каскадов инвертора нагрузка может быть выполнена в виде резисторов, параллельно которым подсоединены первичные обмотки трансформаторов. Формула изобретения Емкостный датчик положения ротора вентильного электродвигателя, содержащий конденсатор постоянной емкости с вращающейся и неподвижной обкладками и конденсатор леременной емкости, состоящий ив вращающейся обкладки, соединенной электрически и механически с вращающейся обкладкой конден постоянной емкости, и группы неподвижиых обкладок, соединенных с одними зажимами нагрузки, и источник питания, подключенный между неподвижной обкладкой конденсатора постоянной емкости и объединенными другими зажимами нагрузки, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей, датчик снабжен дополнительными конденсатором постоЯНной емкости и источником питания, конденсатор переменной емкости снабжен допол нительной вращающейся обкладкой, смещенной относительно основной на фиксированный угол, дополнительный источник питания подключен между неподвижной обкладкой дополнительного конденсатора постоянной емкости и объединенными зажимами нагрузки, дополнительная Обкладка конденсатора переменной емкости соединена электрически с вращающейся обкладкой дополнительного конденсатора постоянной емкости, а источники питания выполнены регулируемыми. Источники информации, 1нри«я1тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 425276, кл. Н 02К 29/02, 1974. 2. Патент Великобритании № 1115523, кл. Н 2А, 1968.

//

4t

FT F

2 7 /

Б-Ё

Фиг. 2