SU658674A2 - Индуктивный датчик положени ротора - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к вентильным дви гател м, в частности к устройствам дл  индикации положени  ротора двигател .

По основному авторскому свидетельству № 377850 известен индуктивный датчик положени  ротора, выходные обмотки которого через согласующие трансформаторы подключены к фазочувствительным усилител м-демодул торам на транзисторах, в коллеКТорной цепи каждого из которых .включена обмотка положительной обратной св зи, размещенна  на согласующем трансформаторе 1 .

Недостатком известного индуктивного датчика  вл етс  относительно низкое быстродействие при отключении чувствительных элементов, когда сигнал в выходной цепи из-за наличи  конденсатора спадает медленно . В результате этого в регулируемых вентильных электродвигател х датчик не обеспечивает надежной работы силовых транзисторов коммутатора при широтно-импульсчом регулировании скорости вращени .

Цель изобретени  - устранение указанного недостатка.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что датчик снабжен двухпозициоиным ключом.

нормально разомкнутые контакты которого включены в цепь питани  датчика, а через нормально-замкнутые контакты средн   точка нагрузки, например, управл ющих цепей двух транзисторов, работающих в противофазе , соединена с отрицательным зажимом

выпр мител  усилител  демодул тора.

На фиг. 1 изображена принципиальна  схема датчика с нагрузкой в виде резистора; на фиг. .2 - выходна  часть датчика , нагрузкой которого  вл ютс  цепи управлени  двух транзисторов, работающих в противофазе.

Предлагаемое устройство содержит чувствительные элементы 1, 2 (дроссели насыщени ), согласующий трансформатор 3, транзистор 4 усилител -демодул тора, выпр мительный мост 5 в цепи питани  транзистора демодул тора, вторичные обмотки 6, 7, 8 трансформатора, сглаживающий конденсатор 9 на выходе демодул тора, нагрузку 10 датчика, двухпозиционный ключ 11, трансформатор 12 питани  датчика, резисторы 13, 14 силовые транзисторы 15, 16 коммутатора вентильного двигател , диоды 17, 18. Индуктивный датчик содержит чувствительные элементы 1, 2 (дроссели насыщени ), подключе 1НЬ С к первичным o(),iO( 1лам согласующего трансформатора 3. ibnaniie чувствителып.1х элементов i и 2 осушестплиетс  через нормально pJiaoMKiiyTbn контакты ключа i I от обмотки 8 траисформагора 12. Первична  обмотка трлцеформатора (п; схеме не показана) получает |1итание от псточника повышенной частоты. Вторнчиьь: обмотки трансфор.маторй 3 подключены на вход усилител -демодул тора, вы110Л1ИМ11К)го на транзисторе 4, питание которого осуществл етс  через вьг.пр мительный мост от обмоток 6, 7 трансформатора 12. Выходом датчика  вл етс  нагрузка 10, параллельно которой по.цсоединеи койденсатор 9. Средн   точка иагруз чн 10 нормально замкнутые контакты кл.юча 1 подсоединена к отрицательному аажнму моста 5, Нагрузкой датчнка на схеме фиг; 2  вл етс  цепь, состо ща  н: последоиательно соединенных между собой ограничительных резисторов 13, 14   унравл югннх переходов транзисторов 5, 16. зан унтирог анных в обратном налраплеини диодами, соответственно , 17 и миттеры транзисторов 15, 16 об-ьедннены и образуют среднюю точку нагрузочной цепн индуктивного датчика . Если нормально разомкнута  пара кон: тактов ключа 11 замкнута, то к чувствительным элементам-дроссел м 1 и 2 подаетс  напр жение от обмотки 8 траисформато|1а питани  12.При, вращении ротора сигнальный элемент датчика - посто нный магнит (на схеме не показан) поочередно намагии-чивает сердечники дросселей 1 и 2. В момент измерени  состо ний сердечников дросселей происходит скачкообразно (релейное) изменение пол рности напр жени  на нагрузке 10 датчика (на конденсаторе 9). Если нагрузкой датчика  вл етс  цепь управлени  транзисторов 15, 16 (фиг. 2) коммутатора вентильного двигател , то при одной пол рности напр жени  на конденсаторе 9 один из транзисторов будет открыт, а дру,гой - закрыт. Изменение пол рности выходкого напр жени  датчика ведет к смене состо ний указанных транзисторов. При размыкании с помощью ключа 1 цепи питани , дросселей 1, 2 транзистор 4 демодул тора запираетс , а конденсатор 9 начинает разр жатьс . Вследствие тбго, что средн   точка нагрузки 10 через замкнувшиес  нормально замкнутые контакты ключа 11 подсоедин етс  к отрицательному зажиму моста 5, разр д конденсатора 9 происходит быстрее, а именно с ггасто нной времени в два раза меньшей, чем до замыкани  указанной пары контактов ключа II, так как теперь конденсатор раз- р жаетс  на половину сопротивлени  нагрузки, 10. Например, если в момент размыкани  ключом 11 цепи питани  дросселей 1, 2 пол рность напр жени  на конденсаторе 9 будет такой, как показано на |)нг. I, то разр д конденсатора произойдет по цепи: верхн   обкладка конденслтора - верхн   половина нагрузки Ю-иормально, замкнута  нара контактов ключа 1 i -- отрицательный зажим моста 5 - обмотка 7 транс .) 2 - нижн   обк.ладка конденсатора 9. При этом скорость разр да возрастает еще больше и моменты, когда пол рность напр жени  на обмотке 7 совпадает но фйзе с пол рностью напр жени  на конденсаторе. В результате большой скорости разр да конденсатора сигнал напр жени  на выходе (нагрузке) датчика быстро падает до нул  и с.хема вновь готова к нормальной работе при замыкании цепи питани  дросселей 1, 2, В схеме фиг. 2 разр д конденсатора ри размыкании цепи питани  дросселей буд(5т происходить еще быстрее, так как при малых уровн х напр жени  на конденсаторе (4--5 В) сопротивление последовательно соединен {ых, напрИ;мер, резистора 13 и диода 17 в несколько раз меньще сопротигзлени  эмиттер-базового перехода транзистора 16 и резистора 14. Следует отметить, что при отсутствии напр жени  на конденсаторе 9 (цепь питани  дросселей , 2 разомкнута) транзис-. торы 15 и 16 надежно заперты за счет напр жени  на обмотках 6 и 7 трансформатора 12. Например, если в рассматриваемый момент времени пол рность напр metnm на обмотке 6 такова, что «плюс справа, то потекут токн по двум цеп м; 1) правый зажим обмотки б - резистор 3 - диод 17 - нормально замкнута  пара коктактов ключа П - один из диодов моста 5---левый зажи.м обмотки-6; 2) правый зажим обмотки 6 - конденсатор 9 - резис-. тор 14 - диод 18 - норма; ьно замкнута  пара контактов ключа 1 -- /1иод моста 5 - левый зажим обмотки 6. В следующий полупериодизменени  напр жени  положительный потенциал будет на г равом зажиме обмотки. 7. Теперь по указанным цеп м токи будут протекать за счет напр жени  на обмотке 7. Эти токи создадут на диодах 17 и 18 падени  напр жени , надежно удерживающие транзисторы 15 и 16 в запертом состо нии в течение всего времени отсутстви  питани  дросселей I и 2, Таким образом, 4 предложенном индуктивном датчике вс кий раз при размыкании нормально разомкнутой пары контактов ключа 11 и замыкании нормально замкнутой пары контактов того же происходит быстрый спад (до нул ) напр жени  на нагрузке и удержание транзисторов 15 и 16 (фиг. 2) в запертом состо нии. Другими словами, датчик обладает высоким быстродействием при возвращении в исходное состо ние после размыкани  цепи питани  чувствительных элементов (дросселей ). Это обсто тельство (с учетом больнюго быстродействи , присущего датчику

при замыкании ueiin питани  дросселей) позвол ет осуществить с большой частотой шиpOTKo-HrvfnyjibCHOe управление сигналом на выходе датчика н в случае его применени  с вентильным двигателем -- повысить надежность работы транзисторного коммутатора арн широтно-импульсном регулировании скорости вращени  последнего.

Экспериментальные исследовани  предлагаемого датчика показали, что спад напр жени  сигнала па выходе датчика происходит практически по релейному закону за врем  меньшее полупериода питающего напр жени , тогда как в известных подобных датчиках спад ;у|итс  периодов питающего напр жени .

Ключ 11 может быть выполнен на бесконтактных , FiaripMMep, полупроводниковых элементах.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Индуктивный датчик положени  ротора по авт. св. К 377850, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  при И1иротно импульсном управлении напр жением на нагрузке, например, в управл ющих цеп х двух работающих в протиЬофазе транзисторов коммутатора вентильного электродвигател , он снабжен двухпозицнонным ключом , нормально разомкнутые контакты которого включены в цепь питани  датчика, а через нормально замкнутые контакты-ключа средн   точка нагрузки соединена с отрицательным зажимом выпр мител  усилител -демодул  тора.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   I. Авторское свидетельство СССР № 377850, кл. Н 02 К 29/02, 1969.