SU1108575A1 - Устройство дл определени углового положени ротора вентильного двигател - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕШЯ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащее обтюратор , установленный на валу двигател , блок оптических преобразований, св занный с обтюратором, и блок электрических преобразований, подключенный входами к выходам блока оптических преобразований, от л и .чающеес  тем, что, с целью повышени  точности определени  углового положени  ротора вентильного двигател , обтюратор выполнен в виде диска с п тью кольцевыми дорожками , кажда  из .которых составлена из прозрачных и непрозрачных дл  световых лучей участков, равномерно распределенных по окружности и чередующихс  между собой, причем угловой размер прозрачных участков первой и второй от центра диска кольцевых дорожек составл ет ° третьей И четвертой - , п той 2р центры прозрачных участков первой и второй кольцевых дорожек сдвинуты относительно друг друга на угол ° , второй и третьей на ° , третьей и четвертой - на , четвертой и п той - на Ш , где Р - число пар цолюсов вентильного двигател , при этом блок оптических преобразований снабжен п тью оптоэлектронными парами, кажда  из которых установлена против соответствующей кольцевой дорожки, перва  оптоэлектронна  пара, установленна  против первой кольцевой дорожки, снабжена диафрагмой с угловьы разSeO мером - , а другие оптоэлектронные пары снабжены щелевыми диафрагi мами, блок электрических преобразований снабжен линейным усилителем, -четырьм  Формировател ми пр моуголь- if ных напр жений, сумматором и формирователем пилообразного напр жени , входы которого подключены к вы-/ g ходам линейного усилител  и первого формировател  пр моугольного напр жени , входы сумматора подключены к выходам формировател  пило- . образного напр жени  и к выходам первого, второго и третьего формирователей пр моугольных напр жений, 00 вход линейного усилител  и входы Сд первого, второго, третьего и чет вертого формирователей пр моугольных сд напр жений подключены соответственно к выходам первой, второй, третьей , четвертой и п той оптоэлектронных пар, выходы сумматора и четвертого формировател  пр моугольного напр жени  образуют соответственно основной и дополнительный выходы устройства дл  определени  углового положени  ротора вентильно- го двигател .

Description

Изобретение относитс  к электро технике, в частности к устройствам дл  определени  углового положени  ротора вентильного двигател , и может быть использовано дп  синхро низации и управлени  преобразовател ми частоты, питающими вентильные двигатели, машины двойного питани , вентильные и машиновентильные каскады. Известно устройство дл  определени  углового положени  ротора вентильного двигател , выполненное в виде индукционног дифференциаль ного датчика,.установленного на ва лу двигател  и подключенного к бло ку преобразований П. Недостатком известного устройст ва  вл етс  то, что в нем не обеспечиваетс  получение информации о текущем угловом положении ротора. В устройстве формируютс  лишь фиксированные углы и с невысокой точностью , что обусловлено наличием магнитных помех. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  определени  угловог положени  ротора вентильного двигател , содержащее обтюратор, установленный на валу двигател , бло оптических преобразований, св занный с обтюратором, и блок электрическух преобразований на транзис торах, подключенный входами к выходам блока оптических преобразований , снабженного источником светового излучени  и фотоприемником Принцип действи  устройства основан на модул ции светового потока непрозрачным обтюратором, при этом на выходе устройства формируютс  пр моугольные сигналы, соответствующие фиксированным угловым положени м ротора. Однако известное устройство характеризуетс  невысокой точностью работы из-за невозможности получе .ни  информации о текущем угловом положении ротора. Цель изобретени  - повышение точности определени  углового поло жени  ротора вентильного двигател  путем получени  информации о текущем , угловом положении ротора во вс диапазоне рабочих частот, включа  нулевую. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  определени  углового положени  ротора вентильного двигател , содержащем обтюратор , установленный на валу двигател , блок оптических преобразований, св занный с обтюратором, и блок электрических преобразований, подключенный входами к выходам блока оптических преобразований, обтюратор выполнен в виде диска с п тью кольцевыми дорожками, кажда  из которых составлена из прозрачных и непрозра .чных дл  световых лучей участков, равномерно распределенных по окружности и чередующихс  между собой, причем угловой размер прозрачных участков первой и второй от центра диска кольцевых дорожек составл ет „ „ i6o -, , третьей и четвертой gp п той - р- , центры прозрачных участков первой и второй кольцевых дорожек сдвинуты относительно друг друбйО га на угол уГ , второй и третьей 560°зво на gp-, третьей и четвертой четвертой и п той на ,. где р число пар полюсов вентильного двигател , при этом блок оптических преобразований снабжен п тью оптоэлектронными парами, кажда  из которых установлена против соответствующей кольцевой дорожки, перва  оптоэлектронна  пара, установленна  против первой кольцевой дорожки, снабжена диафрагмой с угловым разЪ мером /)(2р , а другие оптоэлектронные пары снабжены щелевыми диафрагмами, блок электрических преобразований снабжен линейным усилителем, четырьм  формировател ми пр моугольных напр жений, сумматором и формирователем пилообразного напр жени , входы которого подключены к выходам линейного усилител  и первого формировател  пр моугольного напр жени , входы сумматора подключены к выходам формировател  пилообразного напр жейи  и к выходам первого, второго и третьего формирователей пр моугольных напр жений, вход линейного усилител  и входы первого, второго, третьего и четвертого форюсрователей пр моугольных напр жений подключены соответственно к выходам первой, второй, третьей, четвертой и п той оптоэлектронных пар, выходы сумматора и четвертого формировател  пр моугольного напр жени  образуют соответственно основной и дополнительный выходы устройства дл  определени  углового положени  ротора вентильного двигател .

Fla фиг. 1 представлена обща  функциональна  схема предлагаемого устройства дл  определени  углового положени  ротора вентильного двигател } на фиг. 2 - схема расположени  кольцевых дорожек на обтюрашоре; на фиг. 3 - уточненна  функциональна  схема устройства; на фиг. 4 - электрическа  схема сумматора; на фиг. 5 - диаграммы напр жеЪий , по сн ющие принцип действи  устройства.

Устройство дл  определени  углового положени  ротора вентильного двигател  содержит обтюратор 1 (фиг. 1), установленный на валу двигател  2, блок. 3 оптических преобразований , св занный с обтюратором 1, и блок 4 электрических преобразований , подключенный входами к выходам блока 3 оптических преобразований .

Обтюратор 1 выполнен в виде диска с п тью кольцевыми дорожками 5-9 (фиг. 2), кажда  из которых составлена из прозрачных и непро- зрачных дл  световых лучей участков , paBHOKtepHo распределенных по окружности и чередующихс  между собой, причем угловой размер проз ачных участков первой и второй от центра диска кольцевь|у дорожек 5 и 6 составл ет Ц, третьей и

четвертой кольцевых дорожек 7 и 8

3So°

Sp , п той кольцевой дорожки 9 , центры прозрачных участков 22

кольцевых дорожек 5 и 6 сдвинуты относительно друг друга на угол

р , кольцевых дорожек 6 и 7 на , кольцевых дорожек 7 и 8 на , а кольцевых дорожек 8 и 9 на ° , где р - число пар полюсов

вентильного двигател  2. При этом блок 3 оптических преобразований снабжен п тью оптоэлектронными парами 10-14 (фиг. 3), кажда  из ко-, торых установлена против соответствующей кольцевой дорожки 5-9. Перва  оптоэлектронна  пара 10, установленна  против первой кольцевой

дорожки 5, снабжена диафрагмой с уг5fiO° ловым размером г , а оптоэлектронxij

ные пары 11-14 снабжены щелевыми

диафрагмами, причем оптоэлектронные пары 10-14 составлены из светодио-. дон 15-19 и фотодиодов 20-24.

Блок 4 электрических преобразований снабжен линейным усилителем 25 (фиг. 3), (четырьм  формировател ми 26-29 пр моугольных напр жений, с мматором 30 и формирователем 31 пилообразного напр жени , входы которого подключены к выходам линейного

усилител  25 и формировател  26 пр моугольного напр жени , при этом входы сумматора 30 подключены к вы ходам формирователей 26-28 пр моугольньк напр жений, вход линейного

усилител  25 и входы формирователей 26-29 пр моугольных напр жений подключены соответственно к выходам оптоэлектронных пар 10-14, а выход сумматора 30 и формировател  29 пр моугольного напр жени  образуют соответственно основной и дополнительный выходы устройства дл  определени  углового положени  ротора вентильного двигател . Оптоэлектрон0 ные дары 10-14,. линейный усилитель 25, формирователи 26-29 пр моугольных напр жений, сумматор 30 и формирователь 31 пилообразного напр жени  подключены также к источнику

5 32 питани .

Устройство дл  определени  углового положени  ротора вентильного двигател  работает следующим обра0

Обтюратор 1, установленный на валу двигател  2, изготовлен в виде диска с п ть)о кольцевыми дорожками

5 5-9, кажда  из которых составлена из прозрачных и непрозрачных дл  световых лучей участков, чередующихс  между собой. Против каждой дорожки по одну сторону обтюратора

Q 1 установлены светодиоды 15-19, а по другую - фотодиоды 20-24 (фиг.1), обрааующие оптоэлектронные пары 10-14. При вращении обтнратора 1 производитс  модул ци  светового . инфракрасного потока, излучаемого светодиодами 15-19. Выходные сигналы оптоэлектронных пар 10-14 преобразуютс  с помощью блока 4 электрических преобразований.

На выходе оптоэлектронной пары 10 формируетс  линейно нарастающий и спадающий сигнал, что обеспе шваетс  установкой перед фотодиодом 20 этой оптоэлектронной пары диафрагмы с отверстием, угловой размер которого соответствует угловому размеру каждого из прозрачных и непрозрачных участков первой кольцевой дорожки 5. Указанный сигнал посТупает на вход линейного усилител  25, на выходе которого получают сигнал f; (фиг. 5).

На выходах оптоэлектронных пар 11-14 формируютс  сигналы пр моуголь ных форм, что обеспечиваетс  установками перед фотодиодами 21-24 этих оптоэлектронных пар диафрагм с щелевыми отверсти ми. Указанные, сигналы поступают соответственно на входы формирователей 26-29 пр моугольных напр жений, на выходах которых получают сигналы f g , f , f р , (фиг. 5).

Сигналы f и f3 поступают на входы формировател  31 пилообразного напр жени , на выходе которого получают сигнал fg.

Сигнал fj с выхода формировател  31 пилообразного напр жени , а также Сигналы fg , f, f с выходов форг мирователей 26-28 пр моугольных напр жений поступают на вход сумматора 30, на выходе которого получают сигнал f,  вл ющийс  основным вькод

ным сигналом устройства дл  определени  углового положени  ротора. Амплитуды сигналов f.- f5 равны между собой. Линейно нарастающий сигнал f на выходе сумматора 30, выполненного на операционном усилителе , получаетс  при определенном выборе величин резисторов во входных цеп х и цепи обратной св зи (фиг.4) Сигнал f на выходе формировател  ,29 пр моугольного напр жени  соответствует полупериодам пилообразного сигнала f и  вл етс  дополнителным выходным сигналом устройства дл  определени  углового положени  ротора.

Таким образом, выполнение обтюратора в виде диска с кольцевыми дороками , составленными из прозрачных и непрозрачных участков с определенными угловыми размерами, установка оптоэлектронных пар против указанных дорожек, введение формирователей пилообразного и пр моугольных напр жений и сумматора обеспечивает формирование на выходе устройства дл  определени  углового положени  ротора вентильного двигател  линейно нарастающего напр жени , соответствующего углу в пределах каждого полуоборота во всем диапазоне рабочих частот, включа  нулевую, и с более высокой точностью в сравнении с известным устройством.

4/

CZD

«

CZD

/f

fpaeS

/ff

фиеЛ

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

   УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащее обтюратор, установленный на валу двигателя, блок оптических преобразований, связанный с обтюратором, и блок электрических преобразований, подключенный входами к выходам блока оптических преобразований, от л ичающееся тем, что, с целью повышения точности определения углового положения ротора вентильного двигателя, обтюратор выполнен в виде диска с пятью кольцевыми дорожками, каждая из которых составлена из прозрачных и непрозрачных для световых лучей участков, равномерно распределенных по окружности и чередующихся между собой, причем угловой размер прозрачных участков первой и второй от центра диска кольцевых дорожек составляет третьей и четвертой , пятой » центры прозрачных участков первой и второй кольцевых дорожек сдвинуты относительно друг друга на на

   ЙР угол^^’', второй и третьей 26S? , третьей и четвертой - на „ „ 560’ , четвертой и пятой - на где Р - число пар полюсов вентиль ного двигателя, при этом блок оптических преобразований снабжен пятью оптоэлектронными парами, каждая из которых установлена против соответствующей кольцевой дорожки, первая оптоэлектронная пара, установленная против первой кольцевой дорожки, ^г снабжена диафрагмой с угловым размером , а другие оптоэлектронные пары снабжены щелевыми диафрагмами, блок электрических преобразо- $ ваний снабжен линейным усилителем, четырьмя формирователями прямоугольных напряжений, сумматором и формирователем пилообразного напряже ния, входы которого подключены к вы-¹ g ходам линейного усилителя и первого формирователя прямоугольного напряжения, входы сумматора подключены к выходам формирователя пило- , образного напряжения и к выходам первого, второго и третьего формирователей прямоугольных напряжений, вход линейного усилителя и входы первого, второго, третьего и четвертого формирователей прямоугольных напряжений подключены соответственно к выходам первой, второй, третьей, четвертой и пятой оптоэлектронных пар, выходы сумматора и четвертого формирователя прямоугольного напряжения образуют соответственно основной и дополнительный выходы устройства для определения углового положения ротора вентильно го двигателя.

   1108575 2