Датчик положения ротора бесконтактной электрической машины постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК G01B7/30 

I

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при проектировании бесконтактных . электрических машин постоянного тока, в особенности бесконтактных тахогенераторов постойнного тока.

Известен индуктивный датчик углового положения ротора с подмагничиванием, содержащий корпус с чувствительными элементами, включающими замкнутый,

ферритовый, .прямоугольной формы сердечник с обмотками, плоскость окна которого совпадает с плоскостью продольного сечения датчика, и расположенный в цилиндрической расточке корпуса ротор с постоянным цилиндрическим магнитом, намагниченным вдоль оси датчика, и с фигурными полюсными наконечниками i}. Расположение плоскости окна сердечника такого датчика в плоскости его продольного сечения и наличие иолюсньк наконечников обуславливают его большие габариты по диаметру.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик положения ротора бесконтактной электрической мащины постоянного тока, содержащий корпус, внутри которого расположены чувствительные элементы, выполненные в. виде замк 1утых сердечников с окнами и обмотками, дополнительные .нитопроводы и ротор, выполненный в виде постоянного магнита с магнитныьш

10 экранами 2 .

В этом датчике благодаря расположению плоскости окна сердечника перпендикулярно радиусу корпуса и отсутствию полюсных наконечников удается уменьшить

15 диаметральные габариты устройства.

Однако габариты датчика остаюа-ся достаточно больщими, так как определяются суммой радиуса расточки и радиальной толщины корпуса.

20

Стремление выполнить датчик с предельно малыми габаритами ограничивается возрастающими трудностями при номотке сердечника с чрезмерно малым ок- 375 ном и уменьшением массы магнита в расточке, которая становится недостаточной для эффективного подмагничивания сердечHHKatКроме того, подмагничивание сердечника осуществляется потоком рассеивания магнита, что требует его большей массы и габаритов. Целью изобретения является уменьш&ние габаритов датчика. Это достигается тем, что плоскости окон сердечников и ось намагничивания постоянного магнита расположены перпендикулярно оси корпуса в дополнительных магнитопроводах так, что и.х оси параллельны оси корпуса, выполнены расточки, в одной из которых расположены сердечни ки, а в другой-ротор. На фиг. 1 изображен датчик, продольный разрез:, на фиг. 2 - вид по. стрелке А на фиг.(вид на ротор датчика); на фиг 3 - вид по стрелке Б на фиг. 1 (вид на сердечник с обмотками). Датчик содержит корпус 1, внутри которого расположены чувствительные элементы, выполненные в виде замкнутых сердечников 2 с окнами 3 и обмотками 4 дополнительные магнитопроводы 5 и ротор, выполненный в виде постоянного магнита 6 с магнитными экранами 7. Плоскости окон 3 сердечников и ось 8 намагничивания постоянного магнита 6 расположены перпендикулярно оси 9 корпуса. В дополнительных магнитопроводах 5 выполнены расточки 10 и 11, в одной из НИ.Х (10) расположены сердечники 2, а в другой (11) - ротор - постоянный магни 6 и магнитные экраны 7. Датчик работает следующим образом. Магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом 6 ротора, в положении, изображенном на фиг. 1, 2, проходит по пути: полюс N - воздушный зазор - конец магнитопровода, находящийся под полюсом N . - дополнительный магнитопровод 5 - сердечник 2 - дополнительный магнитопровод 5 - конец магнитопровода находящийся под полюсом S , - воздушны зазор - полюс 6 магнита 6. При этом сердечник 2 насьш1ается магнитным пото ком и индуктивное сопротивление обмотки 4 имеет минимальное значение. Обмотка 4 включена в сеть переменного тока повышенной частоты. Ток обмотки при этом имеет максимальное значение, что COOTV ветствует максимальной величине напряжения на выходе датчика. Сигнал на вььходе датчика используется для управлениясиповыми транзисторами В другом положении ротора датчика, например при перемещении ротора на 9О по отношению к рассмотренному случаю, магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом, не насыщает тот же, рассмотренный выше, сердечник 2, что соответствует максимальному значению индуктивного сопротивления обмотки 4 и минимальному значению тока, протекающего через обмотку. При этом напряжение не выкоде датчика минимальное. Диаметральные габариты предлагае- мого датчика определяются, в основном, длиной большей стороны прямоугольного сердечника поэтому датчик может быть вьтолнен миниатюрным: при использовании сердечника с длиной большей стороны 4 мм удается уменьшить диаметр корпуса датчика до 12 мм, что значительно меньше, чем в известных конструкциях. В отличие от известных, предлагаемый датчик может быть выполнен миниатюрным при использовании относительно большого сердечника, окно которого допускает намотку на станке. Несмотря на миниатюрные размеры, в расточке без увеличения диаметра корпуса может быть размещена оптимальная, с точки зрения эффективного подмагничивания, масса магнита благодаря возможности изменения размера магнита вдоль оси дат чика. Кроме того, в предлагаемом датчике подмагничивание сердечника осуществляет ся не потоком рассеивания, а полным рабочим потоком, выходящим из полюсов, что позволяет использовать магнит минимальной массы и габаритов. Формула изобретения Датчик положения ротора бесконтактной электрической машины постоянного тока, содержащий корпус, внутри которого расположены чувствительные элементы, вьшолненные в виде замкнутык сердечников с окнами и обмотками, дополнительные магнитопроводы и ротор,выполненный в виде постоянного магнита с магнитными экранами, отличающийся тем , что, с целью уменьшения габаритов, плоскости окон сердечников и ось намагничивания постоянного магнита расположены перпендикулярно оси корпуса в дополнитепьнык