RU2066085C1 - Detector of angular position and rotation speed of rotor - Google Patents
Detector of angular position and rotation speed of rotor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2066085C1 RU2066085C1 SU5056177A RU2066085C1 RU 2066085 C1 RU2066085 C1 RU 2066085C1 SU 5056177 A SU5056177 A SU 5056177A RU 2066085 C1 RU2066085 C1 RU 2066085C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winding
- rotor
- sensor
- magnetic circuit
- stator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам малой мощности и может быть использовано в вентильных электродвигателях (ВД). The invention relates to electrical engineering, to electric machines of low power and can be used in valve electric motors (VD).
Известны импульсный датчик и тахогенератор в составе вентильной машины (заявка ФРГ N 2311954, кл. Н 02 К 29/04, 1976), которые содержат общий зубчатый безобмоточный ротор, а зубчатый магнитопровод статора разделен по окружности на части, в которых размещаются либо первичная и вторичная обмотки датчика, либо обмотка переменного тока и обмотка возбуждения тахогенератора. Known pulse sensor and tachogenerator in the valve machine (application Germany N 2311954, CL N 02 K 29/04, 1976), which contain a common gearless winding rotor, and the gear stator magnetic circuit is divided around the circumference into parts in which either primary and secondary windings of the sensor, or an alternating current winding and a tachogenerator excitation winding.
Недостатками данного датчика являются:
ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью получения аналогового сигнала с датчика положения по углу поворота;
сложность изготовления датчика, обусловленная необходимостью намотки различных по конструкции обмоток датчика и тахогенератора.The disadvantages of this sensor are:
limited functionality due to the inability to receive an analog signal from a position sensor by the angle of rotation;
the complexity of the manufacture of the sensor due to the need for winding different in design windings of the sensor and tachogenerator.
Известно также устройство управления бесконтактным двигателем постоянного тока (авт. св. N 471639, кл. Н 02 К 29/14, 1973), содержащее магнитоэлектрический датчик скорости и датчик положения ротора, размещенные в одном корпусе-магнитопроводе. It is also known a control device for a non-contact direct current motor (ed. St. N 471639, class N 02 K 29/14, 1973), containing a magnetoelectric speed sensor and rotor position sensor, located in one magnetic casing.
Недостатками данного устройства являются:
невозможность получения аналогового сигнала датчика положения ротора;
сложность конструкции магнитопровода;
низкие массо-габаритные показатели устройства, особенно при выполнении многофазной конструкции.The disadvantages of this device are:
the inability to obtain an analog signal of the rotor position sensor;
the complexity of the design of the magnetic circuit;
low mass and dimensional characteristics of the device, especially when performing a multiphase design.
Наиболее близким к изобретению является датчик углового положения и частоты вращения ротора (авт. св. СССР N 1690111, кл. Н 02 К 29/14, 1991), который содержит ротор с возбуждением от постоянного магнита, статор, на зубцах магнитопровода которого размещена тахометрическая обмотка, на участках магнитопровода статора, выполненных с возможностью насыщения полем постоянного магнита, расположены обмотки датчика положения ротора. Первичная обмотка датчика положения ротора выполнена по типу "зубец-полюс" с встречно-последовательным соединением катушек соседних зубцов магнитопровода статора, образуя полюса системы возбуждения высокой частоты. Каждая фаза вторичной обмотки датчика положения ротора составлена из четного числа последовательно-встречно соединенных катушек, охватывающих в пределах полюсного деления ротора одинаковое число полюсов системы возбуждения высокой частоты, тахометрическая обмотка выполнена в виде катушек, смещенных на полюсное деление ротора. Шаг тахометрической обмотки в 2n раз превышает шаг вторичной обмотки датчика положения, где n любое целое число. Воздушный зазор в датчике между статором и ротором превышает по крайней мере в три раза воздушный зазор между шлицами зубцов статора. Магнитопровод статора может быть выполнен из двух половин, расположенных коаксиально ротору с аксиальным смещением по отношению друг к другу. На одном из магнитопроводов размещены катушки обмоток датчика положения ротора, а на другом катушки тахометрической обмотки, выполненной по типу "зубец-полюс" с числом зубцов на полюс и фазу, равным единице. Closest to the invention is a sensor of the angular position and frequency of rotation of the rotor (ed. St. USSR N 1690111, class N 02 K 29/14, 1991), which contains a rotor with excitation from a permanent magnet, a stator, on the teeth of the magnetic circuit which is placed tachometric winding, on the sections of the stator magnetic circuit, configured to saturate the field of the permanent magnet, the windings of the rotor position sensor are located. The primary winding of the rotor position sensor is made according to the "tooth-pole" type with an in-series connection of the coils of adjacent teeth of the stator magnetic circuit, forming the poles of the high-frequency excitation system. Each phase of the secondary winding of the rotor position sensor is composed of an even number of serially-counter-connected coils, covering the same number of poles of the high-frequency excitation system within the pole division of the rotor, the tachometric winding is made in the form of coils shifted by the pole division of the rotor. The pitch of the tachometric winding is 2n times the step of the secondary winding of the position sensor, where n is any integer. The air gap in the sensor between the stator and the rotor exceeds at least three times the air gap between the splines of the stator teeth. The stator magnetic circuit can be made of two halves arranged coaxially with the rotor with axial displacement with respect to each other. On one of the magnetic circuits there are placed coils of the rotor position sensor windings, and on the other coils of a tachometric winding made as a tooth-pole type with the number of teeth per pole and a phase equal to one.
Недостатком рассматриваемого датчика являются низкая технологичность в изготовлении, обусловленная необходимостью ручной намотки обмоток при малых диаметрах; ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью регулирования фазы выходного напряжения датчика положения ротора. The disadvantage of this sensor is the low manufacturability due to the need for manual winding of windings with small diameters; limited functionality due to the inability to control the phase of the output voltage of the rotor position sensor.
Технический результат изобретения заключается в повышении технологичности при автоматизированной намотке, в увеличении амплитуды выходных сигналов датчика положения и тахогенератора; в расширении функциональных возможностей путем регулирования фазы выходного напряжения датчика; в повышении точности путем уменьшения зубцовых пульсаций выходного напряжения тахогенератора и выходных сигналов датчика положения ротора. The technical result of the invention is to improve manufacturability with automated winding, to increase the amplitude of the output signals of the position sensor and tachogenerator; in expanding functionality by adjusting the phase of the output voltage of the sensor; in improving accuracy by reducing the tooth pulsations of the output voltage of the tachogenerator and the output signals of the rotor position sensor.
Данная задача может быть решена за счет того, что в датчике углового положения и частоты вращения ротора, содержащем ротор с возбуждением от постоянного магнита, статор, на зубцах магнитопровода которого размещена тахометрическая обмотка, на участках магнитопровода, выполненных с возможностью насыщения полем постоянного магнита, расположены обмотки датчика положения ротора, первичная обмотка датчика положения ротора выполнена по типу "зубец-полюс" с встречно последовательным соединением катушек соседних зубцов магнитопровода статора, образуя полюса системы возбуждения высокой частоты, а каждая фаза вторичной мотки датчика положения ротора составлена из четного числа последовательно встречно-соединенных катушек, охватывающих в пределах полюсного деления ротора одинаковое число полюсов системы возбуждения высокой частоты, тахометрическая обмотка выполнена в виде катушек, смещенных на полюсное деление ротора, по типу "зубец-полюс", катушки каждой фазы тахометрической обмотки в пределах полюсного деления соединены в группы последовательно-согласно, причем катушки каждой фазы тахометрической обмотки, расположенные в пределах соседних полюсных делений, соединены между собой последовательно-встречно. This problem can be solved due to the fact that in the sensor of the angular position and frequency of rotation of the rotor containing the rotor with excitation from a permanent magnet, the stator, on the teeth of the magnetic circuit of which there is a tachometric winding, are located on the sections of the magnetic circuit that are capable of saturating the field of the permanent magnet, windings of the rotor position sensor, the primary winding of the rotor position sensor is made according to the "tooth-pole" type with a counter-series connection of the coils of adjacent teeth of the stator magnetic circuit forming the poles of the high-frequency excitation system, and each phase of the secondary coil of the rotor position sensor is composed of an even number of counter-connected coils in series, covering the same number of poles of the high-frequency excitation system within the rotor pole division, the tachometric winding is made in the form of coils shifted by the pole division of the rotor, according to the type of "tooth-pole", the coils of each phase of the tachometric winding within the pole division are connected in groups in series according to each phase of the tachometric winding, located within the adjacent pole divisions, are interconnected in series and counter.
Кроме того, зубцы магнитопровода статора выполнены со шлицами по наружному диаметру, а со стороны внутреннего диаметра магнитопровод статора выполнен гладким. In addition, the teeth of the stator magnetic circuit are made with slots along the outer diameter, and on the side of the internal diameter, the stator magnetic circuit is made smooth.
Отличие изобретения заключается также в том, что зубцы магнитопровода по наружному диаметру охвачены замкнутым кольцом из магнитомягкого материала. The difference of the invention also lies in the fact that the teeth of the magnetic circuit along the outer diameter are covered by a closed ring of soft magnetic material.
Кроме того, статор может быть снабжен вторым магнитопроводом, выполненным аналогично первому магнитопроводу, причем каждая фаза вторичной обмотки датчика положения ротора, расположенная на одном из магнитопроводов статора, смещена относительно соответствующей фазы вторичной обмотки датчика положения ротора, расположенной на другом магнитопроводе статора, на 90 эл. градусов, причем соответствующие фазы вторичных обмоток датчика положения ротора магнитопроводов статора соединены между собой последовательно, тахометрические обмотки магнитопроводов соединены между собой через введенный диодный выпрямитель. Магнитопроводы статоров расположены коаксиально, а постоянные магниты ротора установлены между ними. In addition, the stator can be equipped with a second magnetic circuit, made similarly to the first magnetic circuit, with each phase of the secondary winding of the rotor position sensor located on one of the stator magnetic circuits shifted relative to the corresponding phase of the secondary winding of the rotor position sensor located on the other stator magnetic circuit by 90 el . degrees, and the corresponding phases of the secondary windings of the position sensor of the rotor of the stator magnetic circuits are interconnected in series, the tachometric windings of the magnetic circuits are interconnected via an inserted diode rectifier. The stator magnetic cores are coaxial, and the permanent rotor magnets are installed between them.
Отличие изобретения состоит и в том, что один из магнитопроводов статора может быть установлен с возможностью поворота вокруг оси ротора на угол α ≅ 180 эл. градусов. The difference of the invention lies in the fact that one of the stator magnetic circuits can be installed with the possibility of rotation around the axis of the rotor by an angle α ≅ 180 el. degrees.
Кроме того, по крайней мере на одном из магнитопроводов статора может быть размещена дополнительная обмотка типа "зубец-полюс", катушки которой в пределах полюсного деления ротора соединены в группы последовательно-согласно, а группы катушек дополнительной обмотки, расположенные в пределах соседних полюсных делений, соединены между собой последовательно-встречно, причем начало дополнительной обмотки совмещено с началом одной из фаз вторичной обмотки датчика положения ротора. In addition, at least one of the stator magnetic circuits may have an additional “tooth-pole” type winding, the coils of which within the limits of the pole division of the rotor are connected in series according to, and the groups of coils of the additional winding located within adjacent pole divisions, interconnected sequentially, and the beginning of the additional winding is combined with the beginning of one of the phases of the secondary winding of the rotor position sensor.
На фиг. 1 изображена линейная развертка датчика углового положения ротора и частоты вращения, и диаграммы, поясняющие принцип работы датчика; на фиг. 2 линейная развертка магнитопровода датчика со шлицами по наружному диаметру; на фиг. 3 линейная развертка магнитопроводов статора, расположенных коаксиально по отношению друг другу, с расположением постоянных магнитов ротора между внутренним диаметром наружного магнитопровода и наружным диаметром внутреннего магнитопровода; на фиг. 4 линейная развертка магнитопровода, охваченная по наружному диаметру кольцом из магнитомягкого материала; на фиг. 5 кривые выходного напряжения одной из фаз датчика положения при угловом сдвиге магнитопроводов друг относительно друга. In FIG. 1 shows a linear scan of the sensor of the angular position of the rotor and speed, and diagrams explaining the principle of operation of the sensor; in FIG. 2 linear scan of the sensor magnetic circuit with slots on the outer diameter; in FIG. 3 is a linear scan of the stator magnetic cores arranged coaxially with respect to each other, with the arrangement of permanent rotor magnets between the inner diameter of the outer magnetic circuit and the outer diameter of the inner magnetic circuit; in FIG. 4 a linear scan of the magnetic circuit, covered by the outer diameter of a ring of soft magnetic material; in FIG. 5 curves of the output voltage of one of the phases of the position sensor with an angular shift of the magnetic cores relative to each other.
Датчик углового положения и частоты вращения ротора содержит магнитопровод статора 1 и ротор 2 с возбуждением от постоянного магнита. На зубцах магнитопровода статора 1 размещена тахометрическая обмотка (первая фаза 6 и вторая фаза 7), выполненные по типу "зубец-полюс". Указанная обмотка выполнена в виде катушек, смещенных на полюсное деление ротора. На участках магнитопровода статора, выполненных с возможностью насыщения полем постоянного магнита, расположены обмотки датчика положения ротора: первичная обмотка (обмотка возбуждения) 3, выполненная по типу "зубец-полюс" с встречно-последовательным соединением катушек соседних зубцов магнитопровода статора, образуя полюса системы возбуждения высокой частоты; фазы 4, 5 вторичной обмотки датчика положения ротора, причем каждая фаза 4(5) вторичной обмотки датчика составлена из четного числа последовательно-встречно соединенных катушек, охватывающих в пределах полюсного деления ротора одинаковое число полюсов системы возбуждения высокой частоты. The sensor of the angular position and frequency of rotation of the rotor contains the magnetic circuit of the stator 1 and the
Катушки каждой фазы 6(7) тахометрической обмотки в пределах полюсного деления соединены в группы последовательно согласно, а катушки каждой фазы указанной обмотки, расположенные в пределах соседних полюсных делений, соединены между собой последовательно-встречно. The coils of each phase 6 (7) of the tachometric winding within the pole division are connected in series according to, and the coils of each phase of the specified winding located within the adjacent pole divisions are connected in series.
Согласно изобретению зубцы 9 (фиг. 2) магнитопровода выполнены со шлицами по наружному диаметру, а со стороны внутреннего диаметра магнитопровод статора выполнен гладким. According to the invention, the teeth 9 (Fig. 2) of the magnetic circuit are made with slots along the outer diameter, and on the side of the internal diameter the magnetic circuit of the stator is smooth.
Кроме того, зубцы магнитопровода по наружному диаметру могут быть охвачены кольцом 8 (фиг. 1, 4). In addition, the teeth of the magnetic circuit along the outer diameter can be covered by a ring 8 (Fig. 1, 4).
Датчик углового положения и частоты вращения ротора работает следующим образом. The sensor of the angular position and rotor speed works as follows.
При подаче напряжения высокой частоты на обмотку 3 с выводами Н1, К1 по обмотке протекает ток и на зубчатом магнитопроводе статора 1 образуется система чередующихся полюсов, например, зубец а северный полюс, b южный полюс, с северный, d южный и т. д. в отношении зубцов a', b', c', d'. Форма питающего напряжения для заявляемого датчика не является критичной и может быть прямоугольной. Поток обмотки 3 возбуждения замыкается по магнитопроводу 1 и кольцу 8. Полюсное деление датчика и в рассматриваемом случае (фиг. 1) равно двум зубцам статора. Первая (синусная) фаза 4 с выводами Н2, К2 вторичной (выходной) обмотки уложена на одноименных полюсных зубцах, в данном случае на северных, т. е. а, с, аI, cI. Катушки, намотанные на указанных зубцах, включены последовательно и встречно по фазе. Аналогично уложена вторая (косинусная) фаза 5 выходной обмотки с выводами Н3, К3 датчика на южных полюсах b, d, bI, dI. Если ось магнитного ротора тахометрического датчика расположится под серединой зубца b, то на выходе первой (синусной) фазы 4 вторичной обмотки будет нулевой сигнал Ua (фиг. 1), а на выходе второй (косинусной) фазы 5 вторичной обмотки сигнал Ub будет максимальный. Это обусловлено тем, что магнитный поток (или индукция В), создаваемые постоянным магнитом ротора 2, изменяют магнитное состояние зубчатой системы статора 1 датчика, при этом происходит подмагничивание зубцов вплоть до насыщения. Величина сигнала фаз 4 и 5 вторичной обмотки зависит от значения индукции, развиваемой постоянным магнитом ротора, и ширины зубца статора тахометрического датчика положения. В рассматриваемом положении ротора, когда ось магнитного потока датчика располагается под серединой зубцов b и bI, магнитное состояние зубцов а, с, и аI, cI будет одинаковым и потокосцепление синусной обмотки с обмоткой 3 возбуждения на каждом из зубцов а, с, аI, cI будет также одинаковым. Поскольку катушки на зубцах а, с и аI, cI включены между собой встречно и имеют одинаковое количество витков, то выходной сигнал будет равен нулю. Иллюстрацией этого положения служит фиг. 5в. Перемещение ротора датчика по расточке будет приводить к модуляции магнитного состояния зубчатой системы статора 1 (фиг. 1,а) датчика, и при синусоидальной форме индукции В в зазоре (фиг. 1, б) сигнал Uа огибающей датчика положения имеет синусоидальную форму. При этом частота огибающей выходного напряжения U (фиг. 1, в) в два раза больше частоты волны магнитного потока постоянного магнита ротора.When a high-frequency voltage is applied to winding 3 with terminals N1, K1, current flows through the winding and a system of alternating poles is formed on the stator toothed magnetic circuit 1, for example, a tooth a north pole, b south pole, c north, d south, etc. against the teeth a ', b', c ', d'. The shape of the supply voltage for the inventive sensor is not critical and may be rectangular. The flow of the field winding 3 is closed along the magnetic circuit 1 and
Аналогично формируется выходное напряжение U второй косинусоидальной фазы выходной обмотки (фиг. 1, г). Для рассмотренного выше случая, когда ось магнитного потока ротора датчика находится под серединой зубцов b, bI, зубцы b и bI имеют минимальную магнитную проводимость, а зубцы d и dI имеют максимальную магнитную проводимость, так как поток постоянного магнита через зубцы минимален. Схема включения второй (косинусной) фазы 5 выходной обмотки аналогична выходной синусной обмотке 4 и напряжение U на косинусной обмотке будет максимальным, так как ЭДС, наводимая в катушках, расположенных на зубцах d и dI, максимальна, а в катушках, расположенных на зубцах b, bI, минимальна. Перемещение ротора 2 по расточке модулирует огибающую выходного напряжения двойной частоты по сравнению с частотой волны магнитного потока постоянного магнита ротора (фиг. 1, б). Форма огибающей выходного напряжения косинусной обмотки представлена на фиг. 5г. Изменяя величину индукции В в зазоре или ширину зубцов, можно изменять максимальную величину выходного напряжения датчика положения ротора.Similarly, the output voltage U of the second cosine phase of the output winding is formed (Fig. 1, d). For the case considered above, when the axis of the magnetic flux of the sensor rotor is under the middle of teeth b, b I , teeth b and b I have minimum magnetic conductivity, and teeth d and d I have maximum magnetic conductivity, since the flux of a permanent magnet through the teeth is minimal. The switching circuit of the second (cosine)
Полюсное деление тахометрической обмотки и в рассматриваемом случае равно четырем зубцам статора 1. Поэтому катушки первой фазы 6 тахометрической обмотки для рассматриваемого варианта расположены на двух зубцах (в данном случае а и b) в пределах полюсного деления. В катушках, расположенных на зубцах а и b, наводится ЭДС высокой частоты ввиду их магнитной связи с катушками обмотки возбуждения 3, расположенных на тех же зубцах. Поскольку полярность потоков в зубцах а и b противоложная, а катушки первой фазы 6 тахогенераторной обмотки, расположенные на тех же зубцах, соединены последовательно, суммарная ЭДС высокой частоты в них будет равна нулю. Аналогичные процессы происходят в катушках обмотки 6, расположенных на зубцах аI и bI. Встречное соединение групп катушек на зубцах (а, b) и (аI, bI) приводит к суммированию наводимых в них ЭДС вращения. Вторая фаза 7 тахометрической обмотки выполнена аналогично первой фазе 6 и расположена на зубцах с, d и cI, dI магнитопровода 1. С тахометрической обмотки (6, 7) снимается сигнал ЭДС вращения, амплитуда которого определяется числом витков, потоком в зазоре и частотой вращения ротора.Pole division of the tachometric winding and in the case under consideration it is equal to four teeth of stator 1. Therefore, the coils of the first phase 6 of the tachometric winding for the considered option are located on two teeth (in this case, a and b) within the pole division. In the coils located on the teeth a and b, a high frequency EMF is induced due to their magnetic coupling with the field coil 3 located on the same teeth. Since the polarity of the flows in the teeth a and b is opposite, and the coils of the first phase 6 of the tachogenerator winding located on the same teeth are connected in series, the total high-frequency emf in them will be zero. Similar processes occur in the coils of the winding 6 disposed on the teeth and I and b I. The counter-connection of the groups of coils on the teeth (a, b) and (a I , b I ) leads to the summation of the rotation emf induced in them. The second phase 7 of the tachometric winding is made similar to the first phase 6 and is located on the teeth c, d and c I , d I of the magnetic circuit 1. From the tachometric winding (6, 7), a rotation EMF signal is removed, the amplitude of which is determined by the number of turns, the flow in the gap and the frequency rotor rotation.
Сигналы Ua, Ub тахометрической обмотки представлены на фиг. 5д. Таким образом, на выходных обмотках 4, 5 формируется синусоидальный и косинусоидальный сигналы, амплитуда которых не зависит от частоты вращения вала (фиг. 1 в, г), а на фазах 6, 7 тахометрической обмотки сигнал, амплитуда которого пропорциональна частоте вращения вала (фиг. 1, д).The tachometric winding signals U a , U b are shown in FIG. 5d Thus, sinusoidal and cosine signals are formed on the
Согласно изобретению статор датчика может быть выполнен с двумя магнитопроводами 10, 11 (фиг. 3), на каждом из которых расположены идентичные обмотки возбуждения и выходные обмотки датчика, и последовательное соединение соответствующих фаз выходных обмоток, расположенных на разных магнитопроводах, дает возможность регулировать фазу выходного сигнала датчика. При этом один из магнитопроводов, например 10, на фиг. 3 повернут относительно другого (11) вокруг оси ротора на угол 90 эл. градусов. According to the invention, the sensor stator can be made with two
На фиг. 5, а показаны кривые огибающие выходных напряжений датчика U
Таким образом, предложенная конструкция датчика позволяет регулировать фазу выходного сигнала, что расширяет функциональные возможности и область применения датчика. Thus, the proposed design of the sensor allows you to adjust the phase of the output signal, which expands the functionality and scope of the sensor.
Регулирование фазы выходного сигнала датчика можно осуществлять и механическим поворотом одного из магнитопроводов (например, 11, на фиг. 2). При этом напряжение возбуждения каждой из обмоток возбуждения датчика может оставаться неизменным. На фиг. 5,б показаны кривые огибающих выходного напряжения одной из фаз датчика. Обозначения приняты те же, что и на фиг. 6,а. При смешении магнитопроводов 10 и 11 относительно друг друга на угол 90 эл. градусов (U
Форма огибающей выходного напряжения датчика (фиг. 1 в, г) определяется в конечном счете законом распределения магнитной индукции в воздушном зазоре. При малом числе полюсов ротора датчика распределение кривой индукции в воздушном зазоре для круглого магнита без полюсных наконечников отличается от синусоидального и приближается к трапецеидальному, что приводит к потере точности датчика. Расположение идентичных обмоток (возбуждения и выходных обмоток датчика) на двух магнитопроводах 10 и 11, один 11 из которых относительно другого 10 имеет возможность поворота вокруг оси ротора на угол до 180 эл. градусов, и последовательное соединение соответствующих фаз выходных обмоток датчика, расположенных на разных магнитопроводах, повышает точность датчика при отклонении закона распределения индукции в воздушном зазоре от синусоидального. На фиг. 1 в показаны огибающие выходного напряжения одной из фаз датчика: U
При сложении трапецеидальных сигналов, сдвинутых, например, на 60 эл. градусов (фиг. 1 в), получается результирующая кривая напряжения UI, в которой отсутствует третья гармоника. Возможность поворота одного магнитопровода относительно другого дает возможность получить огибающую выходного напряжения датчика требуемой формы или с минимальным содержанием высших гармонических, что в конечном счете повышает точность датчика.When adding trapezoidal signals shifted, for example, by 60 el. degrees (Fig. 1 c), the resulting voltage curve U I is obtained, in which there is no third harmonic. The ability to rotate one magnetic circuit relative to another makes it possible to obtain an envelope of the output voltage of the sensor of the desired shape or with a minimum content of higher harmonics, which ultimately increases the accuracy of the sensor.
Выполнение магнитопровода датчика со шлицами по наружному диаметру (9, 10, 11, 12) в сочетании с обмотками датчика и тахогенератора типа "зубец-полюс" позволяет не только полностью автоматизировать процесс намотки, но и увеличить амплитуды выходных сигналов датчика и тахогенератора. Это обусловлено тем, что при ручной намотке средняя длина витка катушки оказывается больше, чем при намотке на станке, а коэффициент заполнения паза меньше. Таким образом, при фиксированной площади паза при автоматизированной намотке можно уложить больше витков выходных обмоток датчика и тахогенератора при незначительном увеличении активного сопротивления, чем при ручной укладке. The implementation of the sensor magnetic circuit with slots along the outer diameter (9, 10, 11, 12) in combination with the windings of the sensor and the tine-pole type tachogenerator allows not only to fully automate the winding process, but also to increase the amplitudes of the output signals of the sensor and tachogenerator. This is due to the fact that with manual winding, the average coil winding length is longer than with winding on a machine, and the groove fill factor is less. Thus, with a fixed groove area during automated winding, it is possible to lay more turns of the output windings of the sensor and tachogenerator with a slight increase in active resistance than with manual laying.
Выполнение магнитопроводов 10, 11 (фиг. 3), расположенных коаксиально по отношению друг к другу, позволяет сократить осевую длину датчика, объем постоянного магнита, а следовательно массу и габаритные размеры всего устройства, при этом один из магнитопроводов (например, 10) может поворачиваться вокруг оси ротора магнитопровода 11. Принцип действия датчика, магнитная система которого выполнена, как на фиг. 3, не отличается от принципа действия датчика, описанного выше. The implementation of the
Выполнение магнитопровода статора безшлицевым позволяет исключить зубцовые пульсации в кривых выходных напряжений датчика и тахогенератора, что повышает его точность. Кроме того, исключается магнитная связь между статором и ротором по потокам высокой частоты, формируемым обмоткой возбуждения 3 датчика, так как эти потоки замыкаются внутри магнитопровода статора, не проникая в воздушный зазор между статором и ротором. Поэтому магнитное состояние зубцов магнитопровода изменяется только под действием потока постоянных магнитов ротора 2 датчика и не зависит от изменения магнитной проводимости воздушного зазора между магнитопроводом статора и ротором. Это делает конструкцию датчика некритичной к величине воздушного зазора, тем самым более технологичной в изготовлении. Performing a stator magnetic circuit without splines allows to exclude tooth pulsations in the output voltage curves of the sensor and tachogenerator, which increases its accuracy. In addition, the magnetic connection between the stator and the rotor is excluded by the high-frequency flows generated by the excitation winding 3 of the sensor, since these flows are closed inside the stator magnetic circuit without penetrating into the air gap between the stator and the rotor. Therefore, the magnetic state of the teeth of the magnetic circuit changes only under the influence of the constant magnet flux of the
Введение в конструкцию датчика дополнительной обмотки 13 позволяет осуществить пространственно-временную синхронизацию выходных сигналов дополнительной и выходной обмоток датчика, расширяет функциональные возможности датчика и позволяет использовать его в системах, требующих наличия датчика начала отсчета, например, в системах электронного зажигания двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Introduction to the design of the sensor of the additional winding 13 allows for spatio-temporal synchronization of the output signals of the additional and output windings of the sensor, expands the functionality of the sensor and allows its use in systems requiring a reference sensor, for example, in electronic ignition systems of internal combustion engines of automobiles.
Датчик углового положения и частоты вращения ротора может быть использован в вентильных двигателях с позиционной модуляцией фазных напряжений, в позиционных электроприводах в качестве датчика положения и скорости, в системах автоматики в качестве датчика поворота, где необходима информация о темпе поворота объекта (т. е. о скорости, ускорении и угле). ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 The sensor of the angular position and rotor speed can be used in valve motors with positional modulation of phase voltages, in positional electric drives as a position and speed sensor, in automation systems as a rotation sensor, where information is required on the rate of rotation of the object (i.e. speed, acceleration and angle). YYY2 YYY4
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5056177 RU2066085C1 (en) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | Detector of angular position and rotation speed of rotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5056177 RU2066085C1 (en) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | Detector of angular position and rotation speed of rotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2066085C1 true RU2066085C1 (en) | 1996-08-27 |
Family
ID=21610326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5056177 RU2066085C1 (en) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | Detector of angular position and rotation speed of rotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2066085C1 (en) |
-
1992
- 1992-07-30 RU SU5056177 patent/RU2066085C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1.Заявка ФРГ N 2311954, кл. H 02 K 29/04, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР N 471639, кл. H 02 K 29/14, 1973. 3.Авторское свидетельство СССР N 1690111, кл. H 02 K 29/14, 1991. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3281655A (en) | Inductive multi-speed resolver | |
US4631510A (en) | Harmonically graded airgap reluctance-type rotating electric resolver | |
JP2597617B2 (en) | Rotation converter | |
US3809936A (en) | Brushless generator | |
JP4161172B2 (en) | Variable reluctance resolver | |
US5070264A (en) | Position sensor | |
US3705343A (en) | Three phase rotary inductor vector adder | |
CN117219425A (en) | Discrete reluctance rotary transformer | |
RU2066085C1 (en) | Detector of angular position and rotation speed of rotor | |
US5394042A (en) | Angular position homopolar reluctance sensor | |
US20020053833A1 (en) | Electric motor | |
DE2532574A1 (en) | Electromagnetic tacho-generator for speed and direction indication - has two phase-shifted meander windings for speed-direction analogue output | |
RU2112309C1 (en) | Motor-transducer set | |
RU2076437C1 (en) | Synchronous set | |
SU1584042A1 (en) | Induction reduction unit | |
RU2074489C1 (en) | Stepping electric motor | |
RU1798865C (en) | Induction reducer | |
SU1569934A1 (en) | Thyratron motor | |
SU748698A1 (en) | Sensor of rotor angular position | |
SU765944A1 (en) | Inductive angular displacement sensor | |
SU830616A1 (en) | Ac electric motor | |
SU688966A1 (en) | Transformer-type sensor of power diode electric motor rotor position | |
SU1188830A1 (en) | Thyratron motor | |
RU2025809C1 (en) | Contactless transformer controller of single-phase voltage | |
SU553535A1 (en) | Induction converter of speed and angle of rotation of the rotating shaft |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: MM4A Effective date: 20100731 |