Совмещенный двигатель-тахогене-PATOP Советский патент 1981 года по МПК G01P3/481 

Электродвигатель снабжен системой автоматического регулирования, в которую входит датчик скорости вращения. Ротором датчика скорости вращения служит ротор 2 электродвигателя.

Между статором 5 электродвигателя и замыкателем 6 в зоне наиболее эффективного действия магнитного поля постоянного магнита 4 расположен статор 8 датчика скорости вращения. При этом статор 8 закреплен на статоре 5 и для сохранения минимального расстояния между магнитом 4 и замыкателем 6 утоплен с зазором в кольцевую проточку 9, выполненную на замыкателе 6.

При допустимости незначительного снижения требований к КПД двигателя в целях упрощения конструкции замыкатель 6 может быть установлен в корпусе 1 неподвижно. В этом случае статор 8 датчика скорости может быть жестко и плотно закреплен в теле замыкателя 6 в проточке 10 (см. фиг. 2), повторяющей конфигурацию статора 8.

Статор 8 датчика скорости вращения в электродвигателе .согласно фиг. 1 и 2 выполнен в виде двух колец И из ферромагнита (см. фиг. 3) с равномерными обмотками 12, содержащими разное количество винтов, предпочтительно с соотнощением

W,

0,335... 40,985, Ч

при ... 500 витков в одной обмотке 12.

Обмотки 12 соединены встречно и включены в САР двигателя, содержащую интегрирующий усилитель 13, блок сравнения 14, источник опорного сигнала 15 и управляемый регулятор 16.

Постоянная времени интегрирования усилителя 13 соответствует необходимому числу коррекций при заданной точности стабилизации скорости и фиксированном моменте инерции системы.

Предлагаемый совмещенный двигательтахогенератор работает следующим образом.

В силу того, что статор 8 датчика скорости расположен в магнитном поле ротора 2 на неподвижном элементе, обеспечивается независимость вращения ротора 2 в подшипниках 3 на корпусе 1 не только относительно статора 5, но также относительно статора 8. Тем самым ротор 2 выполняет функции ротора датчика скорости.

При вращении ротора 2 ферромагнитные кольца 11 статора 8 перемагничиваются на уровне магнитных доменов в градиентах магнитного поля постоянного магнита 4, и возникающий при этом импульсный поток скачков Баркгаузена индуцирует соответствующие импульсы ЭДС в обмотках 12. Интенсивность индуцированных импульсов

пропорциональна скорости вращения ротора 2 и количеству пар полюсов постоянного магнита 4.

Благодаря встречному включению обмоток 12 на их выходе отсутствуют напряжения первой и высших гармонии частоты перемагничивания, что позволяет упростить цепи фильтрации в САР двигателя, а разное количество витков в обмотках 12 дает два максимума спектральной плотности шумов Баркгаузена, смещенных друг относительно друга по частоте, что гарантирует сохранение противофазно индуцированных импульсов. Отсутствие низкочастотной составляющей и пвыщение спектральной плотности импульсов Баркгаузена уменьшает время отклика САР на изменение скорости вращения ротора 2, установив постоянную времени интегрирования усилителя 13 в соответствии с необходимой точностью стабилизации и определенным моментом инерции системы..

После усиления и фильтрации в интегрирующем усилителе 13 полученные на выходе обмоток 12 импульсы шумов Баркгаузена сравниваются в блоке сравнения .14 с опорным сигналом от источника 15. В результате формируется управляющий сигнал, который через управляемый регулятор 16 изменяет питание обмоток статора 5, поле которого, взаимодействуя с полем постоянного магнита 4, обеспечивает вращение ротора 2.

Крепление статора 8 на статоре 5 с углублением в проточку 9 замыкателя 6 с зазором и фиксация замыкателя 6 в проточке 7 (см. фиг. 1) обеспечивает вращение замыкателя 6 относительно статора 8. Это в свою очередь позволяет при необходимости увеличить мощность двигателя за счет использования в качестве замыкателя 6 второго постоянного магнита, идентичного постоянному магниту 4 по количеству пар полюсов.

При выполнении замыкателя 6 неподвижным и размещения статора 8 в его поле путем жесткого крепления в проточке 9 уменьшается зазор между постоянным магнитом 4 и замыкателем 6. Этим самым увеличивается интенсивность скачков Баркгаузена - за счет обеспечения максимального магнитного потока через статор 8.

Формула изобретения

Совмещенный двигатель-тахогенератор, содержащий ротор с многополюсным постоянным магнитом, статор двигателя, подвижный или неподвижный замыкатель магнитного поля, жестко связанный со статором двигателя статор тахогенератора, выполненный в виде двух ферромагнитных колец с равномерно намотанными обмотками.

отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия измерителя скорости, обмотки статора тахогенератора выполнены с разным числом витков и включены последовательно встречно, при этом ферромагнитные кольца размещены в кольцевой проточке замыкателя магнитного поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Новицкий П. В. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками. Л., 1970, с. 221-228.

2.Авторское свидетельство СССР № 525885, кл. G 01Р 3/48, 1975 (прототип).

96

Фиг

8 10 6

Фиг. 2

Питание

Vu2.:i