Устройство для определения углового положения ротора вентильного двигателя

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) 111) Н 02 К 29/00, С 08 НИЯ на угол ЬИ ЮР на, тр ЯР фвторой и третьей -ьей и четвертой - н четвертой и пятой ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯУГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащее обтюратор, установленный на валу двигателя, блок оптических преобразований,связанный с обтюратором, и блокэлектрических преобразований, подключенный входами к выходам блокаоптических преобразований, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности определения углового положения ротора вентильного двигателя, обтюратор выполнен ввиде диска с пятью кольцевыми дорожками, каждая из,которых составленаиз прозрачных и непрозрачных длясветовых лучей участков, равномерно распределенных по окружности ичередующихся между собой, причемугловой размер прозрачных участковпервой и второй от центра дискакольцевых дорожек составляет Жтретьей иэ- , центры прозрачных участковпервой и второй кольцевых дорожексдвинуты относительно друг друга АРчетвертой - - пятойМофр Ф где Р - число пар полюсов вентильного двигателя, при этом блок оптических преобразований снабжен пятьюоптоэлектронными парами, каждая иэкоторых установлена против соответствующей кольцевой дорожки, первая оптоэлектронная пара, установленнаяпротив первой кольцевои дорожки,снабжена диафрагмой с угловым размерому , а другие оптоэлектронные пары снабжены щелевыми диафрагмами, блок электрических преобразований снабжен линейным усилителем,четырьмя формирователями прямоугольных напряжений, сумматором и формирователем пилообразного напряжения, входы которого подключены к вы-ходам линейного усилителя и первого формирователя прямоугольногонапряжения, входы сумматора подключены к выходам формирователя пилообразного напряжения и к выходампервого, второго и третьего формирователей прямоугольных напряжений,вход линейного усилителя и входыпервого, второго, третьего и четвертого формирователей прямоугольныхнапряжений подключены соответственно к выходам первой, второй, третьей, четвертой и пятой оптоэлектронных пар, выходы сумматора и четвертого формирователя прямоугольного напряжения образуют соответственно основной и дополнительный выходы устройства для определения углового положения ротора вентильного двигателя,углового положения ротора вентиль- ного двигателя, содержащем обтюратор, установленный на валу двигателя, блок оптических преобразований, связанный с обтюратором, и блок электрических преобразований, подключенный входами к выходам блока оптических преобразований, обтюратор выполнен в виде диска с пятью кольцевыми дорожками, каждая из которых составлена из прозрачных и непрозрачных для световых лучей участков, равномерно распределенных но окружности и чередующихся между собой, причем угловой размер прозрачных участков первой и второй от центра диска кольцевых дорожек составляет Яо Мо"третьей и четвертой --6 Рбофпятой -- -, центры прозрачных участков первой н второй кольцевых дорожек сдвинуты относительно друг дру 860га на угол - , второй и третьейЯ 1 У ФМоф на зР, третьей и четвертой -аР фздоОчетвертой и пятой на 8 Р, где р - число пар полюсов вентильного двигателя, при этом блок оптических преобразований снабжен пятью оптоэлектронными парами, каждая из которых установлена против соответствующей кольцевой дорожки, первая оптоэлектронная пара, установленная против первой кольцевой дорожки, снабжена диафрагмой с угловым разэмером,1 р, а другие оптоэлектронные пары снабжены щелевыми диафрагмами, блок электрических преобразований снабжен линейным усилителем, четырьмя формирователями прямоугольных напряжений, сумматором и формирователем пилообразного напряжения, входы которого подключены к выходам линейного усилителя и первого формирователя прямоугольного напряжения, входы сумматора подключены к выходам формирователя пилообразного напряжейия и к выходам первого, второго и третьего формирователей прямоугольных напряжений, вход линейного усилителя и входы первого, второго, третьего и четвертого формирователей прямоугольных напряжений подключены соответственно к выходам первой, второй, третьей, четвертой и пятой оптоэлектронных пар, выходы сумматора и четвертого формирователя прямоугольного напряжения об 20 30 55 1 1108575Изобретение относится к электро-технике, в частности к устройствамдля определения углового положенияротора вентильногО двигателя, иможет быть использовано для синхро 5низации и управления преобразователями частоты, питающими вентильные двигатели, машины двойного питания, вентильные и машиновентильные каскады. 10Известно устройство для определения углового положения роторавентильного двигателя, выполненноев виде индукционного дифференциального датчика,.установленного на валу двигателя и подключенного к блоку преобразований ",11,Недостатком известного устройства является то, что в нем не обес-.печивается получение информации отекущем угловом положении ротора.В устройстве формируются лишь фиксированные углы и с невысокой точностью, что обусловлено наличиеммагнитных помех. 25Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство для определения угловогоположения ротора вентильного двигателя, содержащее обтюратор, установленный на валу двигателя, блокоптических преобразований, связанный с обтюратором, и блок электрических преобразований на транзисторах, подключенный входами к выходам блока оптических нреобразований, снабженного источником светового излучения и фотоприемником21,Принцип действия устройства основан на модуляции светового потока непрозрачным обтюратором, при40этом на выходе устройства формируются прямоугольные сигналы, соответствующие фиксированным угловымположениям ротора.Однако известное устройство ха-45рактеризуется невысокой точностьюработы из-за невозможности получе,ния информации о текущем угловомположении ротора.Цель изобретения - повышение 50точности определения углового поло-,жения ротора вентильного двигателяпутем получения информации о текущем угловом положении ротора во всемдиапазоне рабочих частот, включаянулевую.Указанная цель достигается тем,что в устройстве для определения1108575 30 50 55 разуют соответственно основной и дополнительный выходы устройства для определения углового положения ротора вентильного двигателя.На фиг. 1 представлена общая функциональная схема предлагаемого устройства для определения углового положения ротора вентильного двигателя, на фиг. 2 - схема распоО ложения кольцевых дорожек на обтюраюоре, на фиг. 3 - уточненная функциональная схема устройства, на фиг. 4 - электрическая схема сумматора, на фиг. 5 - диаграммы напряжений, поясняющие принцип цейст 5 вия устройства,Устройство для определения углового положения ротора вентильного двигателя содержит обтюратор 1 (фиг. 1), установленный на валу20 двигателя 2, блок, 3 оптических преобразований, связанный с обтюратором 1, и блок 4 электрических пре, образований, подключенный входами25 к,выходам блока 3 оптических преобразований.Обтюратор 1 выполнен в виде диска с пятью кольцевыми дорожками 5-9 (фиг. 2), каждая из которых составлена из прозрачных и непро-зрачных для световых лучей участков, равномерно распределенных по окружности и чередующихся между собой, причем угловой размер прозрачных участков первой и второй от З 5 центра диска кольцевьщ дорожек 5 и 6 составляет Ж, третьей и3 Гр фчетвертой кольцевых дорожек 7 и 8 ор, пятой кольцевой дорожки 9 - 40 центры прозрачных участков Ыкольцевых дорожек 5 и 6 сдвинуты относительно друг друга на угол Якольцевых дорожек 6 и 7 -офна г, кольцевых дорожек 7 и 8 - на , а кольцевых дорожек 8 и 9 - на З, где р - число пар полюсовЬРвентильного двигателя 2. При этом блок 3 оптических преобразований снабжен пятью оптоэлектронными парами 10-14 (фиг. 3), каждая из ко-, торых установлена против соответствующей кольцевой дорожки 5-9. Первая оптоэлектронная пара 10, установленная против первой кольцевойдорожки 5, снабжена диафрагмой с угЯдфловым размером - а оптоэлектронЯо ф3ные пары 11-14 снабжены щелевыми диафрагмами, причем оптоэлектронные пары 10-14 составлены из светодиодов 15- 19 и фотодиодов 20-24.Блок 4 электрических преобразований снабжен линейным усилителем 25 (фиг, 3), четырьмя формирователями 26-29 прямоугольных напряжений, с:.мматором 30 и формирователем 31 пилообразного напряжения, входы которого подключены к выходам линейного усилителя 25 и формирователя 26 прямоугольного напряжения, при этом входы сумматора 30 подключены к выходам формирователей 26-28.прямоугольных напряжений, вход линейного .усилителя 25 и входы формирователей 26-29 прямоугольных напряжений подключены соответственно к выходам оптоэлектронных пар 10-14, а выход сумматора 30 и формирователя 29 прямоугольного напряжения образуют соответственно основной и дополнительный выходы устройства для определения углового положения ротора вентильного двигателя. Оптоэлектронные пары 10-14, линейный усилитель 25, формирователи 26-29 прямоуголь-, ных напряжений, сумматор 30 и формирователь 31 пилообразного напряжения подключены также к источнику 32 питания. Устройство для определения углового положения ротора вентильного двигателя работает следующим образом. Обтюратор 1, установленный на валу двигателя 2, изготовлен в виде диска с пятьЮ кольцевыми дорожками 5-9, каждая из которых составлена ,из прозрачных и непрозрачных для световых лучей участков, чередующихся между собой. Против каждой дорожки по одну сторону обтюратора 1 установлены светодиоды 15-19, а по другую - фотодиоды 20-24 (фиг. 1), обраьующие оптоэлектронные пары 10-14. При вращении обтюратора 1 производится модуляция светового инфракрасного потока, излучаемого светодиодами 15-19. Выходные сигналы оптоэлектронных пар 10-14 преобразуются с помощью блока 4 электрических преобразований.На выходе оптоэлектронной пары 10 формируется линейно нарастающий и спадающий сигнал, что обеспечивается установкой перед фотодиодом 20 этой оптоэлектронной пары диаф рагмы с отверстием, угловой размер которого соответствует угловому размеру каждого из прозрачных и непрозрачных участков первой кольцевой дорожки 5. Указанный сигнал поступает на вход линейного усилителя 25, на выходе которого получают сигнал Е (фиг. 5).аНа выходах оптоэлектронных пар 11-14 формируются сигналы прямоугольных форм, что обеспечивается установками перед фотодиодами 21-24 этих оптоэлектронных пар диафрагм с щелеными отверстиями. Указанные сигналы поступают соответственно на входы формирователей 26-29 прямоугольных напряжений, на выходах которых получают сигналы Ез, Е, ЕВ, Г (фиг. 5).Сигналы Еи Е поступают на входы формирователя 31 пилообразного напряжения, на выходе которого получают сигнал Е.Сигнал Е с выхода формирователя 31 пилообразного напряжения, а так- ЗО же Сигналы Е, Е, Е с выходов фор. - мирователей 26-28 прямоугольных напряжений поступают на вход сумматора 30, на выходе которого получают сигнал Е р ЯВлЯющийсЯ ОсноВным ВыхОд,35 ным сигналом устройства для определения углового положения ротора,Амплитуды сигналов Г - Г равны между собой. Линейно нарастающий сигнал Е на выходе сумматора ПО, выполненного на операционном усилителе, получается при определенном выборе величин резисторов во входныхцепях и цепи обратной связи (фиг.4).Сигнал Е на выходе формирователя29 прямоугольного напряжения соответствует полупериодам пилообразного сигнала Е и является дополнительным выходным сигналом устройствадля определения углового положенияротора. Таким образом, выполнение обтюратора в виде диска с кольцевыми дорожками, составленными из прозрачных и непрозрачных участков с определенными угловыми размерами, установка оптоэлектронных пар против указанных дорожек, введение формирователей пилообразного и прямоугольных напряжений и сумматора обеспечивает формирование на выходе устройства для определения углового положения ротора вентильного двигателя линейно нарастающего напряжения, соответствующего углу в пределах каждого полуоборота во всем диапазоне рабочих частот, включая нулевую, и с более высокой точностью в срав. - нении с известным устройством.1108575 Е Составитель АРедактор С. Лисина Техред Л.Микеш и орректор В. Синицк Подпи илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,Р Хр 1 О 3 аказ 5881/41 ВНИИПИ по 113035, Моаж 667ного комитета СССРтений и открытийРаушская наб., д. 4/5 сударстве лам изобр ва, Ж,