SU748698A1 - Датчик углового положени ротора - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электро1технике и может быть использовано в различных системах автоматики, в частности в системах автоматического 5 регулировани  электродвигателей и измерительной технике J

Известен датчик положени  ротора, содержащий трансформаторы на статоре, ферромагнитный ротор/ измбю юсций)Q

при своем вращении магнитную св зь между первичной и вторичной обмотка14и Т1)ансформатора, и генератор переменного тока, пит.акпций первичную обмотку трансформатора 1.«с

Известен также датчик положени  генераторного типа, содержгиций статор-сердечник с базовойи коллекторной обмотками генератора, воэдущный зазор и вращающийс  в за- 0 немагнитный экран в виде полудиска , котора:1й, нщзуша  магнитную св зь между обмоткаАю, срывает колебани  генератора 2.

В этих датчиках информаци  о по- 25 ложении роторд передаетс  амплитудой выходйого сигнала, котора  м6- жет принимать только два дискретных HopMtqpOBaHHuk значени  минимальное и максимгшьное|р а промежуточныеЧп

значени  lie нормируютс . Это, а также снижение частоты поступлени  информации при снижении частоты вращени  ограничивает информационные возможности датчиков и область их применени . .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  датчик угла, содержащий неподвижный трансформатор с воздушным зазором, в котором проходит токопровод щий диск, смонтированный эксцентрично на оси 3 .

При вращении эксцентричного диска в воздушном зазоре между обмотками трансформатора и происходит амплитудна  модул ци  выходного сигнала частотой вращени . Информаци  об угловом пож}жении и о частоте вращени  оси переедаетс  соответственно фазой и частотой огибающей амплитудно-модулирсванного вьасбдного сигнала . Частота огибающей определ етс  равенством

F Рб,(1)

те Р - частота огибающей выходного

сигнала; Fjj- частота вращени .

.

Недс)статком устройства  вл етс 

д, что при снижении частоты вращеи  снижаетс  также частота F, неуща  информацию об угловом положеии и частоте вращени , что снижа ет информационную способность датика . Кроме того, датчик не дает инормацию о направлении вращени , что также ограничивает его информационную способность и следовательно возможности его применени  (например, в системах фазовой гштоподстройки частоты врадени  электродзвигателей) . Цель изобретени  - расширение области применени  путем увеличени  информационной способности.

Это достигаетс  тем, что в датчике УГЛОВОГО положени  ротора, содёрйЩём расположенные на статоре с фиксированным углов1э1м сдвигом трансформаторы 6 двум  группами обмоток, установленными с зазором между ниййГ/B KotC pOM расположены профилированный ротор из токопровод щего материала, обмотки одной группы соединены между собой последовательно .

На фиг.1 показано предлагаемое устройство; на фир.2 - электрическа  схема датчика положени  ротора; на фиг.З - схема включени  датчика.

Датчик положени  ротора содержит статор 1,расположенные на статоре

равнЪмёрно по окружности трансформаторы 2с воздушными обмотками 3 и 4. На валу 5 закреплен профилированный ротор 6 из токопровод щего материала, вход щий в воздушные зазоры трансформаторов. Геометрический контур профил  ротора определ етс  зависимостью

r-(-p;-c«Q+ct coS|pv(2)

где г - радиус-вектор; аф,8ц - посто нные коэффициенты; 4 - пол рный угол -аргумент; р - коэффициент преобразовани  геометрического угла в электрический (целое число); С целью повьпаенй  о ностй выходного сигнала путем уменьшени  нелинейных искажений контур ротора выполнен в соответствии с зависимостью

, -Л(| «кС081 рЧ, (3V,

где К - целые числа.

Наход щиес  по одну из воздушных зазоров обмотки 4 включены меркду собой , последовательно.

VW показано на схеме включени  дЛчика (см. фиг.З), на обмотки 3т трансФорматорс5В 2 подаетс  фазное напр жение, определ емое выражением

Чn)JiЬ Kt-21ri

,2,..m; где п - номер фазы; .т - количество фаз;

частота сигнала.

We

В обмотке 4 наводитс  ЭДС, про порциональна  св зи с обмоткой 3. Эта св зь ослабл етс  токопровод щим ротором 6, который играет роль экрана. При- вращении ротора 6 св зь J между обмотками 4 и 3 измен етс  обратно пропорционально глубине погружени  ротора в воздушный зазор между обмотками. Таким образом, при геометрическом контуре профил  ротоQ Ра, определ емом выражением (2), ЭДС, наводимые в обмотках 4, с учетом выражени  (4) определ ютс  выражением

4,n(t)4,l-McosCpS 2jr)x

(5)

xcoa(,

где М - коэффициент глубины модул ции , определ емый конструктивными параметрами.

Так как обйотки 4 включены последовательно , то выходной сигнал равен сумме выражений (5) по всем m фазам

U6,,,,{-Pt),)-U6,,,cosKt p p} (6).

Примем сигнал cosiOoi за опорный. Тогда относительно опорного сигнала электрическа  фаза выходного сигнала

Р-. определ етс  выражением . , Y

Пл№}-Р,

где Р - коэффициент преобразовани 

геометрического угла в элек:трический .

Коэффициент Р, в соответствии с выражением (2) определ етс  профилем ротора. Замен   в формуле (б)-Р функцией времени, получаем дл  выходного сигнала выражение

,,C°sluUtp |A() , (8)

где л. - частота вргидени  ротора; vp - начальное угловое положение ротора.

Знак пёреД интегралом определ етс  направлением вращени  ротора. В соответствии с выражением (8) частота выходного сигнала определ ,етс  выражением

;. (9)

.Здесь знак второго слагаемого также определ етс  направлением вращени  ротора.

При выполнении услови  . , дл  чего нет каких-либо ограничений, выходной .сигнал с частотой близкой иОр несет, и соответствии с выражени ми (6),(7),(8),(9) информацию об

угловом положении, частоте и направлении вращени  ротора. всегда,в том числе и при , можно обеспечить достаточно высокую частоту поступлени  указанной информации, выбрав соответствующую величину Oi.

Claims (1)

1. (Формула изобретения

   Датчик углового положения ротора, например, для частотноуправляемого бесконтактного двигателя постоянного тока, содержащий расположенные на статоре с фиксированным угловым' сдвигом трансформаторы с двумя группами обмоток, установленными с зазором между ними, в котором расположены профилированный ротор из токопрово- > дящего материала, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения путем увеличения информационной способности, обмотки. одной группы соединены последовательно.