Ьесконтактный датчик углового положения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Севетсиик

Сециаиистичжиик

Ржпубиии о >641481 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 250377 {2j) 2471323/24-07 с присоединением заявки №вЂ”

{23) Приоритет—

Опубликовано 0501.79. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 0Ы1-79 (51) М. Кл.

G 08 С 9/04

Государстненннй комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй (6З) УДК 621 313 17 (088 ° 8) !

С.В.Волков, В.П.Мурзин н Л.Ф.Никитина

{72) Авторы изобретения

{54) БЕСКОНТАКТБИИ ДАТЧИК УГЛОВОГО

ПОЛОЖЕНИЯ

gg 1K 2 E

+ И и t к2 н1 К2.

Йзобретение относится к приборостроению и может быть использовано, например, в качестве датчика углового положения ротора бесконтактного двигателя постоянного тока.

Синусондальные сигналы с числом периодов 4-12 за оборот, которые необходимы в таких случаях, получают, как правило,при помощи бесконтактных поворотных трансформаторов.

Известен датчик углового положения типа бесконтактного поворотного трансформатора, содержащий сосредоточенные обмотки, ротор, полюса которого разделены в аксиальном направлении на ряд отдельных участков, смещенных по окружности на углы, соответствующие порядку исключаемых гармонических составляющих (Ц . При этом на выходе получается напряжение, являющееся суммой напряжений, вызванных изменением проводимостей всех участкоз ротора. Сдвиг напряжений на угол, соответствующий какой-либо гармонике, позволяет ее скомпенсировать, но только пропорционально ширине участка. Таким образом компенсация получается частичной и поэтому при ,трапецендальной форме индуцнрованного напряжения результирующая форма сигнала будет иметь значительные отклонения от синусоиды.

Известен также бесконтактный датчик углового положения, содержащий зубчатые ротор и статор, обмотку aosбуждения и две сигнальные синусные обмотки, оси которых сдвинуты на

90 эл.град., размещенные на стату ре (21 .

Данное техническое решение являетcs наиболее близким к известному по технической сущности и достигаемому результату, но зависимость выходного напряжения датчика от угла положения недостаточна близка к синусоидальиай.

Цель изобретения — повышение точности воспроизведения синусной зависимости выходного напряжения от угла положения.

Для этого ротор в аксиальном на правлении разделен немагнитным промежутком на две равные части, смещенные на угол, а зубцы ротора неравномерно расположены по его окружности и выполнены с двумя последовательно чередующимися шагами, равными

641481 где К, и N — соответственно число зубцов ротора и статора.

На фиг. 1 представлен общий вид датчика углового положения, например для бесконтактного двигателя постоян ного тока; на фиг. 2 — ротор, со смещенной частью показанной условно пунктиром. 5

Датчик содержит магнитопровод статора, обмотку возбуждения 2 с равномерно распределенными витками, первую 3 и вторую 4 сигнальные обмотки, распределенные по законам синуса и 10 косинуса,т,е. с пространственным сдвигом осей обмоток на 90 эл.град., зубчатый ротор 5, Зубцы ротора 5 состоят из двух групп (зубцы разных групп располагаются поочередно), причем вторая группа смещена относительно первой на угол ф + ф где К, — число зубцов ротора, M — число зубцов статора. 20

В приведенном примере первая груп. па расположена вдоль горизонтальной оси, вторая группа вдоль оси, расположенной с отклонением от вертикали на угол * 25

При этом зубцы ротора 5 расположены по его окружности неравномерно с двумя последовательно чередующимися

Ю и 2Я. шагами, равными — + и у; †-у

Ротор выполней из двух одинаковых 30 частей 6 и 7, смещенных друг относительно друга на угол;иЯ

Для ограничения влияния одной части ротора на другую между ними оставляется немагнитный промежуток 8.

При включении питания и вращении ротора 5 на выходе сигнальных обмоток 3 и 4 появляется напряжение, про модулированное по законам синуса и косинуса в функции угла поворота. Ос- 40 новная гармоника сигналов обеспечивается за счет. синусного распределения витков сигнальных обмоток. Так как на роторе 5 выполнены две группы взаимно смещенных-зубцов, то и в обмотках датчика 3 и 4 формируются два напряжения, смещенные на такой же угол. Основные гармоники. складываются геометрически, а вызванные зубцами статора зубцовые гармонические, для которых смещение напряжений равно

180 эл.град. взаимно уничтожаются, Разделение ротора 5 на две части 6 и

7 и сдвиг их на тот же угол позволяет дополнительно выровнять отклонения, внесенные погрешностями изготовления пластин ротора 5, обеспечивая их ос-. реднение по всем полюсам.

Датчик позволяет получить. выходные синусоидальные сигналы, свободные от эубцовых и кратных им гармонических, что позволяет улучшить выходные данные устройств, в которых он используется.

Формула изобретения

Бесконтактный датчик углового положения, содержащий зубчатые ротор и статор, обмотку возбуждения и две сигнальные синусные обмотки, оси которых сдвинуты на 90 эл.градусов, размещенные на статоре, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения синус-, ной зависимости выходного напряжения от угла положения, ротор в аксиальном. направлении разделен немагнитным промежутком на две равные части, смещенные на угол -, а зубцы ротора 2 неравномерно расположены по его окружности и выполнены с двумя последовательно чередующимися шагами, равными . - - + -@= и - - — -ф2я. Хс & где М, и N — соответственно число зубцов ротора и статора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Р 145920, Н 02 К 24/00, 0 08 С 9/04, 1961

2. Ахметжанов Л.A. Высокоточные системы передачи угла автоматических устройств, N., Энергия, 1975, с. 38- 7.

641481 г

4

Ф

Фиг. 2

Составитель В.Никоноров

Техред Н.Бабурка 1 о екто Е,дичинская

Б атчико а

46 Тираж тоУ Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. .4 5 филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4