Трансформаторный дифференциальный датчик положения ротора для бесконтактного двигателя постоянного тока

 

О П И С А Н И Е (ii) 532I57

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCNOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюа Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.07.74 (21) 2044506/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.76. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 02.12.76 (51) М. Кл.з Н 02К 29/00

Чосударственный комитет

Совета й1инистров СССР (53) УДК 621.3.083..8 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявители

А. П. Пролыгин, Б. П. Гущо-Малков, О. В. Кекот и

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно институт кранового и тягового электрооборудования за

«Динамо» и Львовский ордена Ленина политехнический институт (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ

ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО

ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение касается электрических машин с полупроводниковой коммутацией, главным образом двигателей постоянного тока с тиристорным коммутатором. При помощи датчика положения ротора задаются моменты открывания тиристоров коммутатора.

Известны трансформаторные датчики положения ротора, содержащие статоры с размещещ ыми на них обмотками возбуждения, подключенными к источнику переменного напряжения, и управляющими обмотками, Безобмоточный ротор датчиков соединен с валом двигателя (1).

Недостатком таких трансформаторных датчи|ков положения ротора является низкое отношение полезного сигнала к помехе. Кроме того, указанные датчики имеют низкую мощность управляющего сигнала, что требует включения на выходе управляющих обмоток формирующих и усиливающих схем. Это, в свою очередь, приводит к значительному усложнению схемы датчика.

Известен также датчик положения ротора, содержащий многопакетный статор с двумя обмотками возбуждения, выполненными в виде катушек с диаметральным шагом, и катушками управляющих обмоток, расположенными на каждом пакете ротора и соединенными между собой последовательно-встречно, и многопакетный ротор, один из которых выполнен гладким, а каждый оставшийся пакет снабжен симметрично расположенными пазами (2).

Такой датчик имеет высокое отношение полезного сигнала к помехе, простую конструкцию и обладает способностью управлять произвольным количеством тиристоров коммутатора без применения промежуточных усилительно-формирующих устройств.

Однако область применения такого датчика ограничена, так как он не может быть использован для управления реверсивным бесконтактным двигателем постоянного тока. В

15 реверсивном двигателе с тиристорным коммутатором открывающий сигнал от датчика положения ротора должен поступать на тиристор при двух различных положениях ротора относительно статора, в зависимости от

20 направления вращения. Последнее связано с тем, что в двигателе постоянного тока с тиристорным коммутатором тиристоры связаны с секциями обмотки, активные стороны которых размещены под сбегающими краями полюсов.

25 Изменить фазу открывающих сигналов при изменении направления вращения можно путем поворота статора датчика на некоторый угол. Однако необходимость механического перемещения усложняет конструкцию и сни30 жает надежность работы двигателя.

532157

298996, N. Кл, Целью изобретения является расширение области применения трансформаторного датчика положения ротора.

Это достигается тем, что пакеты ротора с пазами расположены симметрично относительно гладкого пакета, в пазах статора, установленного над гладким пакетом ротора, размещены части обмоток возбуждения, а оставшиеся части каждой обмотки возбуждения размещены в пазах пакетов статора, установленных над пакетами ротора, снабженными пазами.

На фиг. 1 показана конструкция предлагаемого датчика положения; на фиг. 2 — схема соединения его обмоток.

Трансформаторный датчик положения ротора содержит статор, состоящий из трех пакетов 1, 2 и 3, в пазах которых размещены управляющие обмотки 4 и обмотки возбуждения 5 и 6. Ротор датчика состоит из трех шихтованных пакетов 7, 8 и 9, каждый из которых размещен внутри пакетов статора. Пакет 8 выполнен в виде гладкого цилиндра, а пакеты 7 и 9 имеют пазы количество которых равно числу пар полюсов двигателя, расположены симметрично относительно па кета 8 ротора и сдвинуты относительно друг друга на фиксированный угол, величина которого меньше 180 электрических градусов.

Пакеты статора выполнены одинаковыми и имеют число пазов, равное числу тиристоров коммутатора. Два диаметрально расположенных паза каждого пакета выполнены глубже и использованы для размещения обмоток возбуждения 5 и G, таким образом, что обмотка

5 занимает пазы пакетов 1 и 2, а обмотка возбуждения 6 размещена в пазах пакетов 2 и 3, Катушки управляющих обмоток охватывают один зубец, причем симметрично расположенные катушки каждого пакета статора соединены между собой последовательно согласно фиг. 2, образуя группы, количество которых равно числу пар полюсов двигателя. Полученные таким образом группы катушек управляющих обмоток, расположенных на разных пакетах статора, соединены между собой последовательно, причем одинаково расположенные группы катушек соседних пакетов соединены между собой последовательновстречно, Принцип работы дифференциального трансформаторного датчика положения заключается в следующем.

B зависимости от необходимого направления вращения реверсивного двигателя постоянного тока с тиристорным коммутатором включают на переменное напряжение высокой частоты одну из обмоток возбуждения датчика.

При подаче напряжения на обмотку возбуждения 5 пакеты 1 и 2 статора с размещенными в их пазах катушками управляющих обмоток и пакета 7, 8 ротора образуют дифференциальный трансформаторный датчик.

Для упра вляющих обмоток, катушки которых расположены на пакете 1 в области равномерного зазора, суммарная трансформаторная э.д.с. равна нулю, так как равные по величине и противоположные по фазе э.д.с., наводимые в катушках взаимно компенсируются. Для управляющей обмотки, катушки которой расположены напротив пакета 7 ротора, баланс э.д.с. нарушен. На выходе датчика положения появляется управляющий сигнал.

При питании обмотки возбуждения 6 дифференциальная система датчика образуется пакетами 2 и 3 статора и пакетами 8, 9 ротораа.

Таким образом, при переключении питания с одной обмотки возбуждения на другую угловая фаза управляющего сигнала изменяется на величину пространственного углового смещения между пакетами 7, 9 ротора. Взаимное угловое смещение этих пакетов для реверсивного двигателя постоянного тока с тиристорным коммутатором выбирается так, чтобы при каждом направлении вращения активные стороны коммутирующих секций оыли размещены под сбегающими краями полюсов.

Формула изобретения

Трансформаторный дифференциальный датчик положения ротора для бесконтактного двигателя постоянного тока, содержащий многопакетный статор с двумя обмотками возбуждения, выполненными в виде катушек с диаметральным шагом, и катушками управляющих обмоток, расположенными на каждом пакете статора и соединенными между собой последовательно-встречно, и многопакетный ротор, один из которых выполнен гладким, а каждый оставшийся пакет снабжен симметрично расположенными пазами, о т л и ч а ющийся тем, что, с целью расширения области применения, пакеты ротора с пазами расположены симметрично относительно гладкого пакета, в пазах статора, установленного над гладким пакетом ротора, размещены части обмоток возбуждения, оставшиеся части каждой обмотки возбуждения уложены в пазах пакетов статора, установленных над пакетами ротора, снабженными пазами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. свид. СССР М 425276, М. Кл.

Н 02К 29/00.

2. Авт. свид. СССР Ке

Н 02К 29/00.

Фиг 2

Составитель А. Головченко

Техред Л. Кочемирова

Корректор Л. Брахнина

Редактор Н. Каменская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2)45/18 Изд. № 1683 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5