Датчик положения ротора

ОП ИСАНИЕ ИЗОВРЕТЕН ИЯ и 942215, Сефа Севетсиик Сфциалистичесиик республик К АВТОВСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. с присоединением заявки МК 02 К 29/02 твеудервепа 3 каетет ефср ю двааи изобретений и фткрыткй(53)ДК 621.313. .13.014.2:621. .382(088.8) Дата опубликовании описания 07,07,82 Н. П. Адволоткин, А. П. Капустин, Н. И. Лебеде ,:",у;., А. С. Минин и И. Е. Овчинников(54) ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА 1Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к высокоскорост.ным вентипьным двигателям.Известны датчики положения роторавентипьных двигателей, содержащие не 5подвижно распопоженные магниточувстви-,тепьные эпементы и закрепленный на валу двигателя ротор с сигнапьными секторами в виде постоянных магнитов 2 1,Недостатком таких датчиков явпяетсянизкая прочность ротора,. обусаовпеннаянапичием на нем постоянных магнитов,что не позвопяет использовать их в высокоскоростных машинах.Известны щтчики попожения ротора,содержащие закрепленный на ваПу двигателя ротор с магнитомягким экраном и. расположенные неподвижно по разные стороны экрана источники н.с. (постояннь 1 емагниты) и магниточувствитепьные эпементы 2,Недостатком известных датчиков свращающими экранами явпяется наличиедвухстороннего зазора между подвижнойи неподвижной частями датчика, что существенно усложняет конструкпию датчика и эпектрической машины.Наибопее бпиэким к предпагаемому является датчик положения, который содержит неподвижно расположенные на магнитопроводвх магниточувствитепьные эне менты (нвмагниченные в осевом направлении постоянные магниты) и закреппен ный на вацу ротор, содержащий.сигнапьный сектор в виде магнитомягкого попю са и магнитный шунт, распопоженный с противоположной стороны пошоса; параплепьно оси врвщенйя. При вращении ротора, он либо замыкает магнитную цепь, состоящую из магниточувствитепъного эпемента, магнитопровода, магнита и магцитомягкого попюса, пибо щунтирует маг нитный поток магнита щунтом, уменыпвя тем самым паразитное впияние магнита на чувствитепьные элементы 1,31.Недостатками датчика явпяются низкая прочность якоря и сложность конструкции.3 94221 не прохождения кольцевого магнитопровода.На фиг. 1 представлена конструкция датчика; на фиг. " - конфигурация коль- ЗО цевого магнитопровода; на фиг, 3 - конструкция ротора,Датчик положения (фиг. 1 и 2) включает в себя ротор 3., на котором закреплен кольцевой магнитопровод 2 с полюсами сигнальных секторов 3 и 4, выпол 35 ненных по наружному диаметру, и полюсами магнитных шунтов 5 и .6, выполненных по внутреннему диаметру, Неподвиж, но закрепленные части датчика содержат4 О магнитопровод 7 с полюсными выступами 8 и 9, к которому одним из полюсов прилегает постоянный магнит 10. Магниточувствитепьный элемент 3.1 закреплен на полюсном выступе 8.Магнитопроводы с постоянными маг интами и магннточувствительными элементамии расположены относительно ротора таким образом, что магниточувствитепьные элементы находятся в зоне прохождения сигнальных секторовмагниты .в зоне прохождения кольцевого магнитопровода, а полюсные выступы,8 в зоне прохождения Йагнитных шунтов. Кроме того, конструкция достаточнопроста как в изготовлении, так и щасборке машины с датчиком и его настройке. В значительной мере это обусловленоотсутствием двухстороннего рабочего зазора,Предлагаемый датчик положения ротора целесообразно испольэовать в мощныхвысокоскоростных машинах, имеющих достаточно большие диаметры валов, чтовызывает необходимость изготовленияякоря датчика достаточно большого диаметра с высокими окружными скоростямирабочих элементов,В конструкции ротора (фиг. 3) ко ьцевой магнитопровод соединен или выполНизкая прочность ротора обусловлена тем, что. рас опоженный параллельно оси вращения магнитный шунт подвержен существенному воздействию изгибающего; момента в местах его крепления к торцовой поверхности полюса. В результате этого, при больших окружных скоростях магнитного шунта (свыше 70-80 м/с) он отгибается и.конструкция теряет свою работоспособность. Наличие торцового и радиального зазоров усложняет конструкцию датчика и технологию изготовления,Цель изобретения - увеличение проч.ности ротора,.повышение эа счет этого его окружной скорости и упрощение конструкции путеМ исключения двухсторонйего зазора.Указанная цель достигается тем, что ротор выполнен в виде кольцевого магнитопровода, сигнальные секторы и магнит- о ные шунты расположены по внешнему ивнутреннему диаметрам, неподвижные маг, -нитопроводы содержат дополнительные полюсные выступы, расположенные в зоне прохождения полюсов магнитных шунтов 5 а постоянные магниты расположены в эонен заодно.с конструктивным элементом12, соединяюшим между собой полюса,5выполненные по внутреннему диаметру.Магнитные шунты образованы сегментообразным вырезом, ось которого совпадаетс осью сигнального элемента, Это упрощает конструкцию якоря и узла крепления его к ротору.Датчик работает следующим образом,При вращении ротора с кольцевыммагнитопроводом 2, полюса сигнальныхсекторов 3 и 4 и магнитных шунтов 5 и6 поочередно замыкают магнитный потокпостоянного магнита 10. В случае, ког-да в зоне магниточувствитепьного элемента 11 находится полюс сигнальногосектора, например 3, магнитный потокзамыкается через кольцевой магнитопровод 2, полюс сектора 3, магниточувствительный элемент 11, полюсный выступ8 и магнитопровод 7,При отсутствии сигнального секторав зоне магниточувствительного элементамагнитный поток замыкается через кольцевой магнитопровод 2, полюс магнитного шунта, например, 5, полюсный вы.ступ 8 и магнитопровод 7. Поток черезмагниточувствительный элемент при этомотсутствует,Применение такой конструкции позволяет увеличить окружную скорость ротора. Зто достигается применением кольцевого магнитопровода, имеющего высокую механическую прочность.Так, для конструкции с сечением выступов полюсов, составляющих 0,5 от величины сечения непосредственно кольцевого магнитопровода, выполненного иэ магнитомягкой степи с пределом текучес ти 54 кг/мм, при условии полуторакрат 2НОГО запаса ПО прочности у Окружная ско рость кольцевого магиитопровода достигает 180 м/с. Применение более прочных сталей позволяет увеличить окружную скорость до 200-220 м/с.форму па ИИПИ 4860/4оаписное 5 9422изобретения 1, Датчик положения ротора, содержащий ротор с выполненными из магнитомягкого материапа сигнапьными сектора ми и магнитными. шунтами и статор, на котором расположены постоянные магниты, припегаюшие к ним магнитопроводы с попюсными выступами и распопоженные на попюсных выступах магниточувстви - , 10 тепьные эпементы, число которых равно чиспу постоянных магнитов, помещенные в зоне прохождения пошосов сигнапьных секторов, о т п и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения прочности и уп рощения конструкции, ротор выпопнен в виде копьцевого магнитопровода, сигнапьные секторы и магнитные, шунты распопожены по внешнему и внутреннему диаметрам, магнитопроводы содержит допол ф . нитепьные попюсные выступы, распопо филиал ППП Патент,и. Ужгород,ул.Проектная 6415 6женные в зоне прохождения попюсов маг", нитных шунтов, а постоянные магниты распопожены в зоне прохождения кольце вого магии топровода.2. Датчик по п. 1; о т п и ч а ю - ш и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции, на магнитопроводе ротора выполнены сегментообразные вырезы, оси которых совпадают с осью соответствующего сигнального сектора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР М 233486, кп, Н 02 К 29/02, 1969,2, Копыпов И. П, и Панферов Ю. Б. Микроэпектродвигатепи постоянного, тока с коммутаторами на магнитоуправпяемых. контактах, М., "Энергия, 1976, с.8-14. 3. Авторское свидетепьство СССР М 437183, кп, Н 02 К 29/02, 1974,