ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относиться к электрическим машинам и может быть использована в строительной, химической, энергетической и других отраслях промышленности.
Известен датчик определения углового положения ротора вентильного электродвигателя, содержащий обтюратор в виде диска с двумя кольцевыми дорожками из прозрачных и не прозрачных для световых лучей участков, равномерно распределенных по окружности, чередующихся между собой, причем одна из дорожек является частотным датчиком, а другая - датчиком положения ротора, выход частотного датчика соединен со счетным входом первого счетчика, а выход датчика положения связан с установочным входом первого датчика, при этом точность воспроизведения функциональной зависимости выходного сигнала от угла поворота ротора зависит от стабильности мгновенной частоты вращения, в связи с этим применение устройства целесообразно в вентильных электродвигателях, основной режим работы которых связан с работой на высокой частоте вращения, что сужает область использования данного устройства (см. авторское свидетельство SU № 1295484, кл. Н02К 29/06, опубл. 07.03.1987).
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является подвижный датчик положения ротора вентильно-индукторного электродвигателя, содержащий подвижный установленный на роторе электродвигателя с возможностью вращения вместе с ним диск с прорезями и неподвижный измерительный блок, на котором с одной стороны подвижного диска размещены светоизлучатели, а с другой стороны - светоприемники, образующие оптодатчики, причем оптодатчики расположены по линии окружности (см. книгу И.Е.Овчинникова "Вентильные электрические двигатели и привод на их основе, СПб., КОРОНА-Век, 2006 с. 63-65).
Однако датчик указанного электродвигателя имеет сравнительно высокую сложность конструктивного исполнения и необходимость использования механической передачи для связи двигателя и исполнительного механизма.
Технической проблемой, на решение которой направлено настоящая полезная модель, является расширение арсенала технических средств и создание датчика положения ротора, у которого устранены указанные выше недостатки.
Технический результат заключается в том, что достигается в создании датчика положения ротора вентильно-индукторного электродвигателя, который обеспечивает необходимые функциональные возможности при одновременном создании конструкции, позволившей обеспечить простое изготовление и простую собираемость датчика положения ротора в составе вентильно-индукторного электродвигателя, в том числе и на автоматизированном оборудовании.
Указанная техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что датчик положения ротора вентильно-индукторного электродвигателя содержит установленные на валу ротора электродвигателя с возможностью вращения вместе с ним подвижный диск и неподвижный измерительный блок, на котором с одной стороны подвижного диска размещены светоизлучатели, а с другой стороны - светоприемники, образующие оптодатчики, причем оптодатчики расположены по линии окружности, подвижный диск выполнен из металлического круглого листа с выполненными по периметру круглого листа радиальными прямоугольными в плане выступами, отогнутыми под углом 90° к плоскости круглого диска, выдавленными на поверхности круглого листа продолговатыми выпуклостями, выполненными со стороны, противоположной направлению отгиба выступов, и центральным отверстием, причем продолговатые выпуклости выполнены вдоль радиуса круглого листа, проходящего через середину каждого выступа на одинаковом расстоянии от центра круглого листа, и одинаковой длины, высота выпуклостей над поверхностью металлического круглого листа составляет от 1,0 до 2,5 от толщины круглого листа и в поперечном сечении выпуклости образованы дугами окружности, плавно сопряженными с плоской поверхностью круглого листа.
Описанная конструкция датчика положения ротора обеспечивает простое изготовление и простую собираемость электродвигателя, в том числе и на автоматизированном оборудовании за счет того, что в отличие от традиционно применяемой формы подвижных дисков, используемых при установке щелевых оптодатчиков, в данной конструкции оптодатчики расположены перпендикулярно плате управления и параллельно оси вала ротора электродвигателя для направления лучей светоизлучателей в просветы между выступами подвижного диска в радиальном направлении, что обеспечивает их простой монтаж и упрощает общую сборку электродвигателя. При этом выполнение подвижного диска с продолговатыми выпуклостями указанных выше размеров позволяет изготавливать подвижный диск достаточной степени жесткости при использовании металлического листа с меньшей толщиной по сравнению с выполнением подвижного диска с полностью гладкой центральной круглой частью, что позволяет упростить изготовление подвижного диска и повысить точность его изготовления.
На фиг. 1 - вид с торца на вентильно-индукторный электродвигатель.
На фиг. 2 представлен разрез А-А по фиг. 1.
На фиг. 3 представлен вырез поперечного сечения выпуклости на подвижном диске.
Датчик положения ротора вентильно-индукторного электродвигателя содержит подвижный установленный на валу ротора 1 электродвигателя с возможностью вращения вместе с ним подвижный диск 2 и неподвижный измерительный блок (не показан на чертеже), размещенный на плате управления 3, на которой с одной стороны подвижного диска 2 размещены светоизлучатели, а с другой стороны - светоприемники, образующие оптодатчики (не показаны на чертеже), причем оптодатчики расположены по линии окружности.
1
Подвижный диск 2 выполнен из металлического круглого листа 4 с выполненными по периметру круглого листа радиальными прямоугольными в плане выступами 5, отогнутыми под углом 90° к плоскости круглого диска 4, выдавленными на поверхности круглого листа 4 продолговатыми выпуклостями 6, выполненными со стороны, противоположной направлению отгиба выступов 5, и центральным отверстием 7, причем продолговатые выпуклости 6 выполнены вдоль радиуса круглого листа 4, проходящего через середину каждого выступа 5 на одинаковом расстоянии от центра круглого листа 4, и одинаковой длины, высота выпуклостей 6 над поверхностью круглого листа 4 составляет от 1,0 до 2,5 от толщины круглого листа 4. и в поперечном сечении выпуклости 6 образованы дугами окружности (см. фиг. 3 радиус дуги окружности R), плавно сопряженными с плоской поверхностью круглого листа 4.
Работа датчика положения ротора основана на модуляции светового потока, направленного от светоизлучателя оптодатчика через просветы между выступами 5 подвижного диска 2 на светоприемник оптодатчика. При воздействии светового потока на светоприемник в момент его прохождения через просвет между звыступами 5 при вращении подвижного диска 2 с выхода оптодатчика снимается сигнал «1». Если световой поток попадает на выступ 5 и светоприемник затемнен, с выхода оптодатчика снимается сигнал «0».
Настоящая полезная модель может быть использована при производстве вентильно-индукторных электродвигателей мощностью от 100 до 350 Вт на постоянное напряжение питания 24 В для нужд автомобильной промышленности и железнодорожного транспорта.