Бесконтактный электромагнитный вращающийся тахогенератор

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к бесконтактным тахогенераторам постоянного тока. Целью изобретения является повышение точности измерения частоты вращения. Тахогенератор содержит магнитную цепь, состоящую из статора 1 и многофазной обмотки 7. присоединенной к входу электронного коммутатора, и ротора 2 с четным числом равномерно по окружности размещенных полюсов чередующейся полярности, возбуждаемого от постоянных магнитов. Радиальное расстояние окружной поверхности полюсов от оси ротора - постоянное. Ширина полюса по его наружной окужности на ширину стороны катушки одной фазы больше по сравнению с полюсным делением, разделенным на число фаз, и оси активных частей катушек обмотки отдельных фаз взаимно сдвинуты на электрический угол, равный целому кратному 180°, увеличенному или уменьшенному на частное от деления 180° на число фаз.1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАЛистических

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 (89) С S / 252684 (48) 21,05,87 (21) 7773985/07 (22) 02.10,85 (31) PV 9560-84 (32) 10.12.84 (ЗЗ) CS (46) 15.05.91. Бюл. М 18 (71) ЗСЕ Вызкумны а вывойовы устав злектрицких строю точивых концернова учелова организаце (CS) (72) Эдуард Крумпольц и Милан Столаржик (CS) (53) 621.313,13.014 (088.8) (54} БЕСКОНТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ВРАЩАЮЩИЙСЯ ТАХОГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к бесконтактным тахогенераторам постоянного тока. Целью изобретения

„„ Ы „„1649449 А1 (я)я G 01 Р 3/46,Н 02 К 29/06 является повышение точности измерения частоты вращения. Тахогенератор содержит магнитную цепь, состоящую иэ статора 1 и многофазной обмотки 7, присоединенной к входу электронного коммутатора, и ротора

2 с четным числом равномерно по окружности размещенных полюсов чередующейся полярности, возбуждаемого от постоянных магнитов. Радиальное расстояние окружной поверхности полюсов от оси ротора— постоянное. Ширина полюса по его наружной окужности на ширину стороны катушки одной фазы больше по сравнению с полюсным делением, разделенным на число фаз, и оси активных частей катушек обмотки отдельных фаэ взаимно сдвинуты на электрический угол, равный целому кратному

1800, увеличенному или уменьшенному на частное от деления 180 на число фаэ,1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1649449

20 люсному делению тя .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к бесконтактным электромагнитным вращающимся тахогенераторам.

Известные бесконтактные тахогенераторы содержат статор с многофазной обмоткой, подключенной к электронному коммутатору (патент СССР М 1318173, кл, G 01 Р 3/46, 1980), Недостатком известных технических решений является пульсация выходного напряжения, что снижает точность измерений частоты вращения.

Целью изобретения является повышение точности измерения частоты вращения, На фиг. 1 схематически показана активная часть тахогенератора с кольцевой обмоткой статора, поперечный разрез; на фиг.

2 — то же, продольный разрез; на фиг. 3—

aKTèBíàÿ часть тахогенератора с барабанной обмоткой статора, поперечный разрез; на фиг. 4 — то же, с обмоткой статора в пазах; на фиг. 5 — временные диагаммы индуктированного напряжения.

Бесконтактный электромагнитный вращающийся тахогенератор содержит шихтованный пакет статора 1 кольцеобразной формы; в котором установлен когтеобразный ротор 2 с шестью явно выраженными, равномерно размещенными по окружности полюсами 3 чередующейся полярности, Ротор 2 состоит из двух звездочек 4, каждая из которых имеет три равномерно распределенных по окружности полюса 3 той же полярности. Обе звездочки 4 взаимно сдвинуты на половину полюсного деления полюсов 3 одной звездочки 4, Внутренние стенки звездочки 4 прилегают к аксильно поляризованному постоянному магниту 5 дискообразной формы, Звездочки 4 и постоянный магнит 5 прочно соединены с валом

6 из немагнитного материала. Радиальное расстояние поверхности полюсов 3 от продольной оси ротора 2 — постоянное. Кольцеобразный пакет статора 1 на фиг. 1 охватывает двенадцать катушек 7 двухфазной статорной обмотки, причем радиальные оси соседних активных частей катушек

7 по окружности взаимно сдвинуты на

90 эл. град. (в приведенном случае это на

30 механических), Ширина каждого полюса

3 на его наружной окружности определяется формулой ь, = +ь, +2д, nl где гя — полюсное деление по внутренней окружности статора; а — число фаз;

Ь вЂ” ширина стороны катушки или катушечной группы обмотки одной фазы статора в тангенциальном направлении; д — ширина воздушного зазора в радиальном направлении.

Кольцеобразный пакет статора 1 (фиг, 3) на его внутренней поверхности имеет равномерно размещенные по окружности четыре катушки 7 двухфазной обмотки, причем оси соседних катушек 7 взаимно сдвинуты на 90 (механических), т,е. 270 эл, град„и относительный шаг обмотки фазы статора я=1.

На фиг. 4 приведен пример 6-полюсного тахогенератора с двумя фазами на статоре.

Тахогенератор по фиг. 4 на внутренней поверхности шихтованного кольцеобразного пакета статора 1 имеет две пары полузакрытых пазов 8, В каждой паре пазов 8 уложены стороны катушки 7 одной фазы.

Радиальные оси обеих катушек 7 по окружности взаимно сдвинуты на 150 (механических), т.е. на 450 эл. град, Шаг по пазам 8, относящийся к одной катушке 7, равен поВнутри пакета статора 1 установлен шестиполюсный ротор 2 с шихтованными полюсами 3, к боковым стенкам которых в тангенциальном направлении прилегают поляризованные постоянные магниты 9 чередующейся полярности. Полюсы 3 и постоянные магниты 9 охватывают втулку 10 иэ неферромагнитного материала. Торцевые стенки постоянных магнитов 9 и полюсов 3 при помощи боковых пластинок 11 стянуты заклепками 12, Постоянные магниты 9 фиксированы клиньями 13, причем боковые пластинки 11 и клинья 13 выполнены из неферромагнитного материала.

На фиг. 5 приведены временные кривые индуцированных напряжений 14 обеих фаз двухфазного тахогенератора и временные кривые соответствующих им инвертированных напряжений 15. На участках 6 постоянного напряжения той же полярности точками 17 представлены моменты переключения индуцированных и инвертированных напряжений (14, 15) отдельных фаз тахогенератора на выход электронного коммутатора.

Намотка катушек 7 вокруг кольцеобразного пакета статора 1 тахогенератор является сложной операцией и требует применения дорогостоящих специальных тороидальных обмоточных станков, Число витков такой обмотки и величина индуцированного напряжения ограничены шириной воздушного зазора между ротором 2 и.пакетом статора 1, стороны катушек на наружной окружности пакета статора 1 не активны и, таким обарзом. не используются, Поэтому более целесообразно намотку катушек 7

1649449 постоянного напряжения, т,е. постоянства выходного напряжения электронного коммутатора, уже при числе фаз, равном 2.

Электронный коммутатор переключает на

5 свой выход напряжения отдельных фаз или противофаз в зависимости от положения ротора 2 тахогенератора. Импульсы для переключения отдельных фаз индуцированного напряжения 14 или инвертированного на10 пряжения 15 отдельных фаэ (противофаз) электронный коммутатор получает от датчика положения ротора 2 тахогенератора, например, по индуктивному принципу.

15 Формула изобретения

1. Бесконтактный электромагнитный вращающийся тахогенератор, содержащий статор с многофазной обмоткой, выполненной из катушек или катушечных групп и под20 ключенной к электронному коммутатору, и ротор, установленный в расточке статора с четным числом полюсов постоянных магнитов, размещенных равномерно по окружности причем поверхности полюсов

25 расположены по цилиндрической поверхности, ось которой совпадает с осью ротора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения частоты вращения, ширина bp полюсов на цилинд30 рической поверхности определяется выражением

bp > + Ь + 2 д — б1 — ебтр г где E = J

m — число фаз обмотки статора;, д — величина воздушного зазора:

40 Jc — шаг обмотки фазы статора;

bc — ширина стороны катушки или катушечной группы фазы статора в тангенциальном направлении, причем катушка или катушечные группы фаз

45 сдвинуты в тангенциальном направлении на угол а = К . 180 + 180 lт зл град., производить так, чтобы их стороны были размещены при воздушном зазоре по внутренней окружности пакета статора 1 и уложены в пазы 8. 8 этом случае, однако, необходимо следить, чтобы на одной паре полюсов находились только пазы 8, в которых уложена катушка 7 или катушечная группа той же фазы. Это условие можно выполнить при числе фаз, равном числу пар полюсов, В результате предотвращается возникновение пульсаций магнитного потока, сопряженных с обмоткой соответствующей фазы под влиянием существенных пазов, а следовательно пульсации напряжения соответствующей фазы, в особенности в интервале времени, когда выходное напряжение должно быть постоянным. По технологическим соображениям в некоторых случаях целесообразно выполнять ротор 2 тахогенератора шихтованным, со звездообразным расположением тангенциально ориентированных постоянных магнитов 9, как показано на фиг. 4. В данном исполнении, однако, неблагоприятно сказывается асимметрия цепи, вызванная неточностями механического исполнения и неодинаковыми величинами магнитных потоков отдельных постоянных магнитов 9, что приводит к колебаниям уровня напряжений, индуцированных в отдельных фазах обмотки статора тахогенератора. Эти недостатки устранены при помощи ротора 2 когтеобразного исполнения, состоящего из двух звездочек 4, между которыми установлен аксиально поляризованный кольцеобраэный постоянный магнит 5.

Исполнение полюсов 3 ротора 2 тахогенератора с одинаковым расстоянием их окружной поверхности от оси ротора 2 обеспечивает постоянство напряжения, ин-,, дуцированного в катушках 7 отдельных фаз обмотки статора при постояннЬй частоте вращения ротора 2 тахогенератора в определенном интервале времени 16, и пропорциональность его величине частоты вращения. Длина интервала времени 16 зависит прежде всего от ширины полюса 3 и частоты вращения. Так как полюсы 3 имеют чередующуюся полярность, чередуется также и полярность индуцированного напря- 5 жения 14 в катушках 7 отдельных фаэ.

Электронный коммутатор с одной стороны, индуцированного напряжения 14 каждой фазы создает инверсионную кривую напряжение противофазы — инвентированное 5 напряжение 15. Так как отдельные фазы взаимно сдвинуты на электрический угол а = 180 /m. где m — число фаэ, можно, учитывая инверсию напряжения каждой фазы, достичь перекрытия интервалов времени 16

0 где К «О — целое число, равное числу полюсных делений, на которое сдвинуты между собой катушки или катушечные группы отдельных фаз.

2. Тахогенератор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что на внутренней поверхности статора выполнены пазы в продольном направлении, в которых установлены активные стороны катушек обмотки статора, причем

К = 2, m р, где р — число пар полюсов обмотки статора.

1649449

1649449

Составитель В. Комаров

Редактор А. Маковская Техред М.Моргентал Корректор Т. Колб

Заказ 1519 Тираж 359 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r..Óæiîðîä, ул.Гагарина, 101