Емкостной датчик положения ротора вентильного электродвигателя

 

ОПИСАНЙЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 60 529! .. : а3 1 автеки4

Социалистическим, Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.11.76 (21) 2424694/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 21.04.78 (51) М, Кл. Н 02К 29/00

G 08С 9/02

Государстеенный комитет

Сонета Мнннстроа СССР оа лолам изобретений и отмерь .тнй (53) УДК 621.313.13.014.

2 621 3 82 72 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Л. Кочураев (71) Заявитель (54) EMKOCTHblA ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА

ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, для определения положения ротора вентильного электродвигателя.

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 индукторов, сме|щенных на фиксированный угол (1).

Такие датчики обладают широкими функциональнымп возможностями, однако они сложны в изготовлении, поскольку требуют магнитопроводов, выполненных из феррита или магнитодиэлектрика, и значительного объема обмоточных работ. Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущности и решаемой задаче является емкостный датчик положения ротора 20 вентильного электродвигателя, содержащий конденсатор постоянной емкости с вращающейся и неподвижной обкладками, конденсатор переменной емкости с вращающейся обкладкой и группой неподвижных обкладок, 25 причем вращающаяся обкладка соединена электрически и механически с вращающейся обкладкой конденсатора постоянной емкости, а неподвпжныс обкладки соединены с одними зажимами нагрузки. Датчик содержит источ- 30 нп питания, подключенный между неподвижной обкладкой кондснсатора постоянной емкости I: объединсннымп другими зажимами нагрузки (2). Такой датчик имеет простую конструкцгпо и высокую технологичность изготовления, однако функциональные возможности его и."велики, в частности он не позволяет из:,,снять фазу выходного сигнала воздействием по электрическому входу, например, путем регулирования величины выходного напряжения Ilñ-,очника питания. нальных возможностей датчика. Поставленная

Цель изобретения — расширение функцпоцель дост«;гается тем, что датчик снабжен дополнптсльнымп конденсатором постоянной емкости и источником питания, конденсатор переменной емкости снабжен дополнительной вращающейся обладкой, смещенной относительно основной на фиксированный угол, дополн«г«,сльный источник питания подключен неподвижной обклад« ой QonoJIHIITeJlbного конденсатора постоянной емкости и объс «пненными зажимами нагрузки, дополнитель«Ia«I об« лад«<а конденсатора переменной eulzoст1 соединена электрически с вращающейся обкладкой дополн «тельного конденсатора постоянной емкости, а источники питания выпол ;oíû регулируемыми.

На фиг. 1 показан датчик с радиальным возду«««ным зазором для вентиль««ого электро605291 двигателя с числом пар полюсов 2р, равным двум, и числом фаз т, равным трем; на фиг. 2 — датчик с аксиальным воздушным зазором; на фиг. 3 — электрическая схема датчика.

EMKocTHbIH 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-. град, и вращающимися обкладками 10, р m

11, расположенными на валу б в количестве, равном числу, полюсов двигателя, и электрически соединенными две группы, сдвинутые относительно друг друга на угол, равный

2.p причем каждая группа электрически соединена с вращающейся обкладкой одного из конденсаторов постоянной емкости, расположенных иа 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 образомм.

В случае, если ползунок реостата соединен с зажимом 15, обссточивается одна из групп кондснсаторов, 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 огибающей

2. на угол, равный

При 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 2р=2; т=3.

При плавном изменении напряжений источ= ников можно добиться соответствующего изме-. нения фазы огибаюгцей тока в нагрузке.

Необходимый характер зависимостей емкости, а следовательно, и напряжения от угла поворота ротора определяется соответствуюшими размерами и формой обкладок конденсатора переменной емкости.

Для гальванической развязки датчика от входных каскадов иивертора нагрузка может быть выполнена в виде резисторов, параллельно которым подсоединены первичные оомотхи трансформаторов.

Формула изобретения

Емкостный датчик положения ротора вентильного элсктродви.-ателя, содержащий конденсатор постоянной емкости с вращающейся и неподвижной обкладками и конденсатор переменной емкости, состоящий из вращающейся обкладки, соединенной электрически и механически с врашающейся обкладкой конденсатора,постоянной емкости, и группы неподвижных обкладок, соединенных с одними зажимами нагрузки, и источник питания, подключенный между неподвижной обкладкой конденсатора постоянной емкости и обьединснными другими зажимами нагрузки, о тл и ч а ю шийся rcpt., что, с целью расширения функциональны возможностей, датчик 5 снаб cn gona nnreльными кондеiicaTopov постоя:шой емкости и:источником питания, конденсатор переменной емкости снабжен дополнительной вра|цаюшейся обкладкой, смещенной относительно основной на фиксированный

40 угол, дополнительный источник питания подключен между неподвижной обкладкой дополнительного конденсатора постоянной емкости и обьединснными зажимами нагрузки, дополнительная обкладка конденсатора переменной

45 емкости соединена электрически с вращающейся обкладкой дополнительного конденсатора постоянной емкости, а источники питания выполнены регулируемыми.

Источники информации, 5Ý принятыс во внимание при экспертизе

1. Авторское сзидетельство СССР № 425276, кл. Н 02К 29/02, 1974.

2. Патент Великобритании ¹ 1115523, кл. Н 2А, 1968.

665291

A-A

Фиг 2

Изд. М 409 Тираж 892 по делам изобретений и открытий

НПО Государст!!с п:ого комитета Совета Министров СССР

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

Подписное

Заказ 589/9

Тппогрпф)!и, lIp. Сзпуноп!!, 2

Составитель А. Санталов

Редактор Н. Старикова Техред А. Камышникова Корректорь:: И. Позняковская и Л. Ерахнина