Емкостной датчик положения ротора вентильного электродвигателя

(22) Заявлено 25.11,76 (21) 2424694/24-07с присоединением заявки Ма(45) Дата опубликования описания 21.04.78Го рстаенный кажите Мнннстрое СССР Соната па дела(71) Заявител 54) ЕМКОСТНЬ 1 Й ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯротехнике и мер, для оп- вентильного Изобретение относится к электможет быть использовано, наприределения положения ротораэлектродвигателя.Известны датчики положения ротора, содержащие на статоре двухфазную систему первичных обмоток, подключенных к раздельно регулируемым источникам питания, многофазную систему выходных обмоток, подключенных к нагрузке, и ротор в виде двух индукто ров, смещенных на фиксированный угол 1.Такие датчики обладают широкими функциональнымп возможностями, однако они сложны в изготовлении, поскольку требуют магнитопроводов, выполненных из феррита 1 или магнитодиэлектрика, и значительного объема обмоточных работ. Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущности и решаемой задаче является емкостный датчик положения ротора 2 вентильного электродвигателя, содержащий конденсатор постоянной емкости с вращающейся и неподвижной обкладками, конденсатор переменной емкости с вращающейся обкладкой и группой неподвжных обкладок, 2 причем вращающаяся обкладка соединена электрически и механически с вращающейся обкладкой конденсатора постоянной емкости, а неподвпжныс обклад(и соединены с одними зажимам нагрузки. Датчик содержит источ ццк питания, подключенныи между неподвижной обкладкой кондснсатора постоянной емкости и объединсннымц другими зажимами нагрузки 12. Такой датчик имеет простую конструкцпо и высокую технологичность изготовления, однако функциональные возможности его исвелкц, в частности он не позволяет из:,;снять фазу выходного сигнала воздействием по электрическому входу, например, путем регулирования величины выходного напряжения источника питания.нальных возможностей датчика. ПоставленнаяЦель изобретения - расширение функцпоцель достигается тем, что датчик снабжен дополнцтсльнымп конденсатором постоянной емкости и источником питания, конденсатор переменной емкости снабжен дополнительной вращающейся обладкой, смещенной относительно основной на фиксированный угол, дополнительный источник питания подключен мседу неподвижной обкладкой дополнительного конденсатора постоянной емкости и объс пненными зажимами нагрузки, дополнительная обкладка конденсатора переменой емкост 1 соединена электрически с вращающейся обкладкой дополн тельного конденсатора постоянной емкости, а источники питания выполнены регулируемыми.та фиг. 1 показан датчик с радиальным воздуцным зазором для вентилього электро двигателя с числом пар полюсов 2 р, равным двум, и числом фаз т, равным трем; на фиг. 2 - датчик с аксиальным воздушным зазором; на фиг. 3 - электрическая схема датчика.Емкостный датчик положения ротора для вентильного двигателя содержит два конденсатора постоянной емкости с первичными неподвижными обкладками 1 и 2, расположенными на диэлектрическом корпусе 3 датчика и вторичными вращающимися обкладками 4 и 5, расположенными на диэлектрическом валу б датчика, и конденсатор переменной емкости с неподвижными обкладками 7, 8, 9, расположенными в корпусе 3 с угловым сдвигом 2 кград, и вращающимися обкладками 10, р т11, расположенными на валу б в количестве, равном числу, полюсов двигателя, и электрически соединенными две группы, сдвинутые относительно друг друга на угол, равный2 р причем каждая группа электрически соединена с вращающейся обкладкой одного из конденсаторов постоянной емкости, расположенных на валу датчика, Опоры 12 и 13 фиксируют вал датчика относительно корпуса. Регулируемыми источниками являются зажимы 14,15 и 16 реостата 17 (фиг. 3).Емкостный датчик работает следующим образом.В случае, если ползунок реостата соединен с зажимом 15, обссточивается одна из групп конденсаторов, например, с обкладками 2, 5, и ток в нагрузке 18 определяется величиной емкости, образованной обкладкой 10 конденсатора переменной емкости, вторичной обкладкой 7 этого же конденсатора и емкостью между обкладками 1 и 4 конденсатора постоянной емкости. Величина напряжения на нагрузке 18 есть периодическая функция угла поворота ротора датчика, Величины напряжений на нагрузках 19 и 20 также зависят от угла поворота, но сдвинуты по фазе огибаюцей2,на угол, равныйраПри перемещении ползунка реостата в положение, соответствующее его замыканию с зажимом 16, фазы огибающих высокочастотного тока в нагрузках сдвинутся на угол, опредсляемый угловым сдвигом между обкладками 10 и 11, так как ток замкнется по цепи: 2, 5, 11, 7, 18, 14, что обуславливает сдвиг по фазе между огибаюп;ими напряжений, равный - для 2 р=2; т=3.2При плавном изменении напряжений источ:ников можно добиться соответствующего изменения фазы огибаюцей тока в нагрузке.Необходимый характер зависимостей емкости, а следовательно, и напряжения от угла поворота ротора определяется соответствую- шими размерами и формой обкладок конденсатора переменной емкости.Для гальванической развязки датчика отвходных каскадов инвертора нагрузка может быть выполнена в виде резисторов, параллельно которым подсоединены первичные обмотки трансформаторов.Формула изобретения20 Емкостный датчик положения ротора вентильного электродвигателя, содержащий конденсатор постоянной емкости с вращающейсяи неподвижной обкладками и конденсатор переменной емкости, состоящий из вращающей 25 ся обкладки, соединенной электрически и механически с вращающейся обкладкой конденсатора,постоянной емкости, и группы неподвижных обкладок, соединенных с одними зажимами нагрузки, и источник питания, подЗ 0 ключенный иежду неподвижной обкладкойконденсатора постоянной емкости и обьединснными другимп зажимами нагрузки, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, датчик55 снабжен допол 1 11 тельным 11 конденсатором постоянной емкости и:сточником питания, конденсатор переменной емкости снабжен дополнительной врацающейся обкладкой, смещенной относительно основной на фиксированный40 угол, дополнительный источник питания подключен между неподвижной обкладкой дополнительного конденсатора постоянной емкостии обьединснными зажимами нагрузки, дополнительная обкладка конденсатора переменной45 емкости соединена электрически с вращающейся обкладкой дополнительного конденсатора постоянной емкости, а источники питаниявыполнены регулируемыми.Источники информации,50 принятыс во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 425276,кл. Е 1 02 К 29/02, 1974.2. Патент Великобритании 5 о 1115523,кл, Н 2 Л, 1968.Изд. М 409 Тираж 89 по делам изобретений и открытийГосударственного комитета Совета Минис 113035 Чосква, )К, Раушская наб., д Подпшсн аказ 589/ Н ов СС