Трансформаторный датчик положения ротора

О П И С А Н И Е ии 6 в 6733ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.2 Н 02 К 29,0 аявкиприсоединение Государственный комите Совета Министров СССР(088,8) убликовано 15.03,77. Бюллетеньпо делам изобретений и открытийДата опубликования сания 04.01.7 72) Авторы изобретен и. П. Пролыгин, Б. П. Гущо-Малков,и Р, Н. ПоповичВсесоюзный научно-исследовательский проектнехнологический институт кранового и тяговогозавода Динамо им. С, М. Кирова и Львовсинститут В, Кек А(71) Заявители кии идованияеский о-конструкт электрооб ий политех) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ДАТЧИК ПОЛОЖ от ме дн 5 го являетсяой и активнотакже то об Настоящее изобретение носится к области электрических машин, а и нно машин постоянного тока с полупрово иковым коммутатором.Известен трансформаторный датчик положения ротора, состоящий из статора с размещенными на нем обмотками возбуждения и обмотками управления и явнополюсного шихтованного ротора 11.Недостатком его является низкое отношение полезного сигнала к помехе.Наиболее близким к изобретению является трансформаторный датчик положения ротора, содержащий два идентичных статора и безобмоточный ротор 2. В пазах статоров уложены обмотки управления, соединенные между собой по дифференциальной схеме, и обмотка возбуждения, Безобмоточный ротор состоит из двух шихтованных частей, одна из которых выполнена в виде явнополюсного шихтованного магнитопровода, а другая - в виде гладкого шихтованного цилиндра.Датчик позволяет получить за счет дифференциального соединения обмоток управления более высокое отношение полезного сигнала к помехе,Недостатком е большое потребление реактивн й мощности на возбуждение, а стоятельство, что высокое отношение полезного сигнала к помехе может быть получено только при весьма современной технологии изготовления,Целью настоящего изобретения является уменьшение потребляемой датчиком реактивной и активной мощности и повышение отношения полезного сигнала к помехе,Указанная цель достигается тем, что ротор выполнен в виде массивного цилиндра из не- магнитного электропроводного материала, причем на одном конце цилиндра иа ширину статора выполнены симметричные радиальные пазы, число которых равно числу иар полюсов двигателя, а в пазах установлен шихтованный магнитопровод.На фиг. 1 изображена конструкция датчика положения ротора (для четырехполюсной машины); на фиг. 2 - схема сочленения обмоток датчика положения ротора (для четырехполюсной машины),Неподвижная часть датчика состоит из двух одинаковых шихтованных статоров 1 и 2 (фиг, 1), в пазах которых размещены катушки 3 обмоток управления и катушки 4 обмоток возбуждения. Ротор 5 выполнен в виде массивного цилиндра из немагнитиого электро- проводного материала, например из алюминия. На одном торце цилиндра имшотся радиальные пазы, и которых установлен шихто 5507335 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 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, размещенные в двух радиальных пазах.Число пазов статоров зависит от количества элементов полупроводникового коммутатора обслуживаемой машины. Катушки 3 обмоток управления размещаются в пазах статоров 1, 2 и охватывают один зубец,В каждом статоре соединен последовательно - согласно (см, фиг. 2) комплект взаимно- симметрично 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 управления обозначены а - а,Два диаметрально расположенных паза каждого из статоров делаются глубже остальных и частично используются для размещения обмотки возбуждения 4. Обмотка возбуждения 4 датчика состоит из последовательно соединенных (см. фиг. 2) катушек статоров и питается переменным напряжением высокой частоты, Частота питающего напряжения выбирается с таким расчетом, чтобы в промежуток времени, соответствующий перемещению ротора на одно зубцовое деление статора, укладывалось несколько периодов питающего 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, принадлежащих разным статорам, взаимно компенсируются. В обмотке управления, катушки которой, расположенные в статоре 1, находятся напротив полюсов шихтованного магнитопровода, 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, сцепляющийся 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, отличающийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности и повышения отношения полезного сигнала к помехе, ротор выполнен в виде массивного цилиндра из не- магнитного электр опроводного 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. Х. Маракасов, М, Г. Рябцев Бесконтактные вентильные двигатели постоянного тока с трансформаторным коммутационным датчиком, Труды третьей всесоюзной конференции по бесконтактным электрическим машинам, т. 11, Гига, 1966.2, Лвторское свидетельство298996, кл. Н 021 29/02, 1971.Составитель И. БабенкоТехред И, Карандашова Редактор Л. Попова Корректор А, Степанова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 614/14 Изд,293 Тираж 899 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5