Датчик углового положения с электромагнитной редукцией Советский патент 1982 года по МПК G01B7/30 

Изобретение относится к измерительной технике и мбжет быть использовано для контроля электрических машин, выходное напряжение которых зависит от положения их ротора. Известен датчик углового положения с электромагнитной редукцией, имеющий статор с открытыми пазами, измерительную обмотку, 1эасположенную в двух пазах и безобмоточный ротор l . Недостатком данного датчика является высокое выходное сопротивление и, как следствие, низкая помехоустойчивост Наиболее близким по технической суш ности к предлагаемому является датчюсуглового положения с электромагнитной редукцией, содержащий зубчатый статор с фазными обмотками, выхошше клеммы и клеммы для подключения к источнику переменного напряжения, обмотки выполнены из четного числа соединенных между собой катушек, каждая из которых помещена на зубце статора, а-чиспа зубц каждой повтор}пощейся части статора и ротора отличаются между собой на единицу. Обмотки выполнены в виде соединенных между собой-последовательно отдельных катущек, каждая из которых размещена на одном зубце (2J . Недостаток известного датчика состоит в низкой точности. Цель изобретения - поаьпиение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что в датчике углового положения с электромагнитной редукцией, содержащем зубчатый статор .с фазными обмотками, выходные клеммы и клеммы для подключения к источнику переменного напряжения с обмотками, вьшолненными из четного числа соединенных между собой катушек, каждая из которых помещена на зубце статора, с числами зубцов каждой повторяющейся части статора и ротора, отличающимися между собой на единицу, каждая фазная обмотка разделена на две части со средней точкой, подключенной к выходной клемме, каждая часть обмотки состоит из последоБатет но сое диненных между собой групп катушек, начала и концы всех фаз которых соединены через две общие точки с клеммами для подключения источника переменгюго напряжения, число зубцов статора кратно четырем, число зубцов, расположенных между зубцами, соотвез-ствующими началу каждой фазы, определяется соотнсяиением , меж.фаз 4(p-Z;,) где Z р и Е с - число зубцов ротора и статора соответственно, катушки в каждой группе помещены на смежных зубцах статора и подключены последовательновстречно, а число катушек в группе опр допяется соотнотиеннем .(Ер-г) где 2гр число катушек в группе; 2,0 - число зубцов CTaToj«j Sp - число зубцов ротора; m - число фаз статорной обмотки и в обеих попуобмотках каждой фазы ме ду зубцами с первыми катушками двух последовательно соединешалх групп расп ложены зубцы с катушками как этой же так и следующих фаз статора, и число этих зубцов определяется соотношением .тр Р-.С. между зубцом последней группы первой попуобмотки и зубцом первой группы второй полуобмотки расположены зубцы, число которых определяется cooTHomeiraeM , .52 с : 2(. При числе фаз обмотки, более двух, число зубцов статора кратно удвоенному числу фаз, и количество зубцов статора, распспоженных между зубцами, соответствую(щими началу каждой фазы, определяется соотнсяиением гмеж.../ а число катушек в группе определяется соотношением p-2() На чертеже представлен датчик углового положения с электромагнитной редукцией для Х 36, 2 р 39, m 3. Датчик состоит из клемм 1 для подключения источника переменного иаггряок&ния, соединенных с ним началами фазных обмоток групп катушек 2 статорной оботки, помещенных на зубцах 3 статора, зубцов 4 ротора и присоединенных к концам фазных обмоток групп катушек 2 выходных клемм 5. Гругаты катушек каждой из трех фаз показаны на зубцах статора на разных уровнях. Датчик работает следующим образом. При повороте ротора .меняется распределение проводимости под отдельными участками расточки статора, меняется распределение индуктивностей, соответствующих отдельным полуобмоткам, меняются и выходные напряжения. Благодаря .тому, что катушки 2, принадлежащие отдельным фазам, имеют пространственный сдвиг в распределении по зубцам 3 статора, выходные напряжения различных фаз имеют фазовый сдвиг в угловой зависимости. Так как при повороте ротора на одно зубцовое .деление повторяется картина распределения проводимости по всей зубцовой зоне датчика углового положения, то периодичность выходного напряжения будет соответствовать повороту ротора на одно зубцовое деление. Следовательно, предлагаемый датчик обладает свойством электромагнитной редукции. В предаагаемом датчике углового по ложения изменена форма пазсж ротора по сравнению с известным, где применены полукруглые пазы, подобно пазам высокочастотных индукторных, генераторов. Исследования, проведенные при проектировании электрических машин с электромагнитной редукцией, показали, что наздбольшую модуляшпо дают пазы прямоугольной формы. Глубина паза при этом должна быть не менее ширины паза. Для предлагаемого датчика углового положения применены прямоуговльные пазы ротора. Предлагаемый датчик углового положения применен в системах автоматического регулирования наосясее электрических машин с электрсялапгатной редукцией. Датчик углового положения исполь зуется для формирования мгновенных зна чеошй фазных токов силового двигателя эпектромапштной редукцией, в функшго угла поворота ротора этого двигателя. Ротор датчика углового положения насаживается на один вал с силового двигателя. Формула изобретения 1. Датчик углового попсйсевяя с электромапштной редукцией, содержащий зубчатый безобмоточный ротор и зубчатый статор с фазными обмотками, выход ные клеммы и клеммы для подключения к источнику переменного напряжетшя, вьтопнены из четного числа соединенных между собой катушек, каждая из которых помещена на зубце стат ра, а числа зубцов каждой повторяющейс части статора и ротора отличаются между,собой на единшу, отличающий с я тем, что, с целью увеличения точности измерений, каждая фазная обмо ка разделена на две равные части со средней точкой, подключенной к выходной клемме, каждая часть обмотки состош из последовательно соединенных между собой грутш катушек, начала и концы всех фаз которых соединены через две общие точки с клеммами для подключения источника переменного напряжения, число зубцов статора кратно четырем, число зубцов, расположенных меяаду зубцами, соответствующими началу каждой фазы, определяется соотноше2.Ч Ме.фаз-4( где и Z с - число зубцов ротора и статора соответственно, катушки в каждои группе помещены на смежных зубцах статора и подключены последовательно90 -6 встречно, а число катушек в группе я релеФвется соотношением P-2r.(bp-Ze) где Згр - число катушек в грутШе} 2с число зубцов статоре . р - число зубцов ротора; |тп - число фаз статорной обмотки, и в обеих полуобмотках каждой фазы между зубцами с первыми катушками двух последовательно соединенных групп раоположезл зубцы с катушками как этой же, так и следующих фаз статора, я число зубцов О1федепяется соотношением меж.гр между первым зубцом последней группы первой хголуобмоткн и первым зубцом первой группы второй полуобмотки расположены зубцы, число котсфых определяется соотношением. . , :t.cp.-r04K«- 2. Датчик по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что при выполнении обмотки с числом фаз, более двух, число зубцов статора кратно удвоенному числу, фаз, и количество зубцов статора, расположенных меэкду зубцами, соответствующими началу каждой фазы, определ} ется соотношением (с.(рс13 im{Zp-Ec) а число катушек в группе определяется из соотношения ,. Источншш унфарывшпа, щгааятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 587318, кл. G, 01 В 7/30, 1976. 2.Патент ФРГ 1 1054354, л. 74 В ОЗ/1957 (прогготип).