Трансформаторный датчик положения

ьО П И С А Н И Е (1 ц 425276ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 22,10.71 (21) 1707455/24-7 51) М. Кл. Н 021 с 29/02 с присоединением заявки осударстванный комитетСовета Министров СССРпо дали нзооратанийи открытий 32) ПриоритетОпубликовано 25.04,7 Бюллетень1 53) УДК 621.313.29(54) ТРА РМАТОРНЫ Изобретение относится к электроприводам и может быть применено для управления электрическими машинами постоянного тока с полупроводниковой коммутацией.Известны трансформаторные датчики положения для электрических машин постоянного тока с полупроводниковой коммутацией, Такие датчики содержат две синхронные машины, безобмоточные роторы которых расположены на общем валу и магнитно не связаны между собой, на статорах уложены первичные обмотки и вторичная многофазная обмотка с электрически соединенными между собой секциями.Однако при использовании таких датчиков отсутствует возможность регулирования в электрической машине угла 6 между векторами э,д.с, и напряжения, а это мешает работе электрической машины с максимальным к,п.д. в широком диапазоне изменения нагрузки,В предлагаемом датчике роторы синхронных машин устанавливают на валу с фиксированным смещением, первичные обмотки подключают к раздельно регулируемым источникам напряжения, а вторичная обмотка выполняется общей для синхронных машин.На фиг. 1 изображен трансформаторный датчик положения, продольный разрез; на фиг. 2 - датчик положения для электрической машины с Р; на фиг, 3 - расположение векторов э,д.с., наведенных во вторичнои обмоткеотносительно магнитных потоков, созданных,первичными обмотками,Трансформаторный датчик положения со 5 держит две синхронные двухпакетные машины индукторного типа, каждая из которыхсостоит из двух пар элементов статора 1, 2 и3, 4, размещенных в магнитомягком корпусе5, и из двух пар элементов ротора 6, 7 и 8, 910 укрепленных на валу 10, вращающемся в подшипниках 11 и 12, установленных в крышках13 и 14. Вал датчика жестко соединен с валом двигателя (на чертеже не показан).Элементы статора 1, 2, 3, 4 представляют15 собой пакеты листов из электромашинногожелеза, в пазах которых размещена общаядля всех элементов вторичная т-фазная обмотка 15, подключенная к фазочувствительному демодулятору 16. Первичные обмотки 1720 и 18 размещены в корпусе 5 между элементами пар статора и подключены к устройству19, обеспечивающему раздельное регулирование первичных обмоток по напряжению. 1-1 авалу между элементами пар ротора установ 25 лены магнитопроводящие прокладки 20 и 21,а между парами элементов роторов - пемагнитные прокладки 22. Немагнитпые прокладки могут быть также установлены в корпусемежду парами элементов статора.30 Число пар полюсов ротора, например 6, 7,равно числу пар полюсов электрической машины постоянного тока, Так, например, на фиг.2 представлен трансформаторньш датчик положения ротора для электрической машины постоянного тока, имеющей число пар полюсов 2 р=4, Как видно из фиг. 2 роторы синхронных машин 6, 7 и 8, 9 сдвинуты па 90 эл. град что соответствует 45.Смещение роторов синхронных машин не является строгим и допускается отклонение в пределах от 60 до 120 эл. град.Трансформаторный датчик работает следующим образом. При обесточенной первичной обмотке 18 магнитный поток, созданный переменным током первичной обмотки 17, наводит э,д.с. во вторичной обмотке 15 с частотой протекающего тока. Лмплитуда э.д.с, модулирована по величине в соответствии с положением ротора, а при каждом повороте ротора на 180 эл. град. фаза э.д.с, инвертируется, что может служить сигналом о положении ротора двигателя.Подключим к источнику переменного тока первичную обмотку 18 и установим в ней ток, равный току в первичной обмотке 17, В силу идентичности физических процессов, происходящих во второй синхронной машине датчика и поскольку ее магнитная система смещена относительно первой на 90 эл.град., моменты инвертирования фазы э.д.с, вторичной обмотки будут происходить при других положениях ротора, а именно, будут смещены на 45 эл. град. относительно тех положений, при которых происходило инвертирование фазы э.д,с. при отключенной обмотке 18.Регулируя величины токов в первичных обмотках 17 и 18, можно в широких пределах регулировать угловые моменты инвертирования фазы э,д,с., т. е. угол О от 0 до 360 эл,град, Действительно, пусть вектора 23 и 24 (см. фиг. 3) условно обозначают вектора смещенных в пространстве на 90 эл. град. магнитных потоков, созданных первичными обмотка ми 17 и 18. Во вторичной обмотке результирующим магнитным потоком 25 будет наведена, например, трехфазная э.д.с ее система векторов 26, 27, 28, Здесь условно принято, что вертикальная ось является осью отсчета углов и 10 что вектор 26 совпадает с вектором результирующего магнитного потока 25. При таком соотношении намагничивающих сил первичных обмоток 17, 18 трехфазная система векторов э.д,с. вторичной обмотки будет смещена отно сительно начала отсчета на угол Оь При другом соотношении намагничивающих сил первичных обмоток 17, 18 указанная система век,торов э.д.с. (26, 27, 28) будет уже смещена на угол Ог.20Предмет изобретенияТрансформаторный датчик положения, например, для электрической машины постоян ного тока с полупроводниковой коммутацией,содержащий две синхронные машины, безобмоточные магнитно не связанные роторы которых расположены на общем валу, а на статорах уложены первичные обмотки и много фазная вторичная обмотка с электрическисоединенными между собой секциями, отл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения к.п.д. электрической машины постоянного тока, роторы установлены на валу с фиксиро ванным смещением, первичные обмотки подключены к раздельно регулируемым источникам напряжения, а вторичная обмотка выполнена общей для указанных синхронных машин.Подписнов СССР Типография, пр. Сапунова,каз 2655/12 Изд.736 ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и Москва, Ж, РаушскаяТираж 722 овета Минис ткрытий аб., д. 4/5