Число датчиков обычно в бесконтактном двигателе равно числу секций аs или 2as. В целях упрощения конструкции и уменьшения габаритов двигателей часто индуктивные датчики выполняются с общей магнитной цепью (рис. 24,в). В этом случае магнитопровод выполняется в виде кольца с зубцами. Число зубцов в 2 раза больше, чем число выходных обмоток. На зубцах поочередно размещаются входные и выходные обмотки. Все входные обмотки включаются последовательно и питаются от специального генератора повышенной частоты. Вращающаяся часть выполняется в виде диска, половина или несколько меньшая часть которого выполняется из ферромагнитного материала, а остальная – из диамагнитного. При работе датчиков в обмотках зубцов, которые находятся в зоне ферромагнитной части ротора, наводится э. д. с. и сигналы подаются на соответствующие элементы коммутирующего устройства. В остальных вторичных обмотках наводятся очень небольшие э. д. с, обусловленные потоками, которые проходят по воздуху. Для двигателей с числом полюсов более двух зубцы с входными обмотками могут быть объединены в один общий полюс с одной общей обмоткой, что конструктивно более удобно.
Магнитопроводы индуктивных датчиков могут выполняться из тонкой листовой электротехнической стали или из феррита.
Недостатком датчиков с переменным воздушным зазором является невысокая крутизна выходного сигнала, что заставляет применять перед коммутирующими устройствами полупроводниковые усилители с релейными характеристиками или триггерные устройства.
3.8 Индуктивные ДПР с подмагничиванием магнитной цепи
Индуктивные датчики с подмагничиванием имеют замкнутый магнитопровод (рис. 25), набранный из листов тонкой электротехнической стали или изготовленный из феррита с прямоугольной петлей перемагничивания и высокой магнитной проницаемостью. Магнитопровод обычно, имеет прямоугольную форму. При внутренней магнитной системе магнитопровод снабжается дополнительными выступами для усиления действия магнитной системы. На магнитопроводе размещается одна (рис. 25,а) или две (рис. 25,6) обмотки. В первом случае получается дроссельный датчик, во втором – трансформаторный.
Управление датчиками осуществляется путем подмагничиванияих магнитных цепей вращающейся магнитной системой, которая может выполняться различных видов. В простейшем случае магнитная система состоит из полуцилиндра из магнитожёсткого материала, намагниченного вдоль оси (рис. 25, в), и двух ферромагнитных секторов, между которыми располагаются датчики. Для уравновешивания системы она снабжается вторым полуцилиндром и дисками из немагнитного материала.
Магнитные цепи датчиков, которые находятся между ферромагнитными секторами, насыщаются, сопротивления магнитных цепей возрастают, и индуктивные сопротивления у однообмоточных датчиков уменьшаются, а у двухобмоточных связь между обмотками нарушается, в результате чего дроссельные датчики начинают подавать сигналы на коммутирующие устройства, а трансформаторные, наоборот, прекращают подачу сигналов.
При применении описанной системы наблюдается постепенное насыщение магнитопроводов датчиков за счет краевых полей, и выходные сигналы получаются небольшой крутизны.
Для получения более крутого нарастания сигналов применяются магнитные системы с магнитными экранами (рис. 25,а и б). В этих системах магнит выполняется в виде цилиндра с отверстием для вала (вал делается из немагнитного материала). На концы магнита надеваются два магнитопровода из магнитомягкого материала, которые образуют щель в зоне расположения датчиков. Один из магнитопроводов (на рисунке левый.) имеет когтеобразный выступ, который экранирует датчики от действия магнитного поля.
Чувствительность датчиков к направлению магнитного поля достигается путем подмагничивания магнитных цепей датчиков специальными обмотками, по которым проходит постоянный ток, или специальными магнитами, располагаемыми за датчиками. Эти обмотки или магниты при отсутствии поля индуктора насыщают магнитные цепи датчиков. Если подходит полюс индуктора, поле которого увеличивает степень насыщения магнитопровода датчика, то режим работы датчика не изменяется, если подходит полюс противоположной полярности, то насыщение магнитопровода датчика прекращается и режим его работы изменяется.
Дроссельные датчики более просты в изготовлении (одна обмотка) и имеют меньшие потери, но для своего питания требуют применения многообмоточного трансформатора, что усложняет и увеличивает габариты генератора повышенной частоты. Первичные обмотки трансформаторных датчиков включаются последовательно и могут питаться от общего источника, электрически связанного с цепями коммутирующего устройства.
Рисунок 25 – Датчики положения ротора с подмагничиванием магнитной цепи:
а – дроссельный; б – трансформаторный с внутренней магнитной системой; в – трансформаторный с секторной магнитной системой.
Трансформаторные датчики легко могут быть превращены при необходимости в дроссельные путем соединения обмоток последовательно.
Индуктивные датчики с подмагничиванием могут выполняться очень малых размеров, с практически любым выходным сопротивлением, что облегчает их согласование с элементами коммутирующих устройств, и имеют высокую надежность.
Для питания индуктивных датчиков с переменным рабочим зазором и с подмагничиванием магнитной цепи необходимо применение генераторов повышенной частоты. Частота генератора должна быть на порядок выше частоты коммутации. Повышение частоты питания позволяет уменьшить размеры датчиков, но увеличивает потери и мощность генератора повышенной частоты.
Библиографический список
1 Дубенский А.А. Бесконтактные двигатели постоянного тока. – М.: Энергия, 1967.
2 Бертинов А.И. Специальные электрические машины. – М.: Энергоиздат, 1982.
3 Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. – М.: Высшая школа, 1985.
4 Овчинников И.Е., Лебедев. Бесконтактные двигатели постоянного тока. – Л.: Наука, 1979.
5 Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств. – М.: Высшая школа, 1976.
6 Бертинов А.И., Лотоцкий В.Л. Бесконтактные электрические машины постоянного тока. – М.: Информстандартэлектро, 1967
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.