Фазовращатель Советский патент 1984 года по МПК H02K24/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам электромашинного типа, применяемым для плавного peryj:;HpoBaHHH сдвига фазы синусоидального напряжения в системах фазового регулирования, Известны электрОмашинные фазовращатели, содержащие: входную и выход-ную обмотки. В цепь входных обмоток, находящихся по отношению друг к другу в квадратуре, включено фазосдвигающее устройство {фазосдвигающий контур) , состоящее; из последовательно соединенных меязду собой резистора и конденсатора, которое обеспечивает сдвиг фаз между напряжениями входных обмоток, равный 5Г/2, Электромашинные фазовращатели имеют ряд преимуществ по сравнению с фазювращателями других типов небольшие габариты, плав ность регулировки фазы выходного напряжения, большой диапазон регулировки фазы 1.. Недостатком такого фазовращателя является зависимость выходного напряжения от частоты. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является индукционный фазовргодатель, содержащий обмотку возбуждения и две выходные обмотки, сдвинутые одна относительно другой на 90 , к выходам которых подключено фазосдвигающее устройство состоящее из резистора и конденсатора. Для повышения точности преобразо вания и стабилизации выходного напряжения выходные лбмотки зашунтированы резисторами, а между резистором k конденсатором фазосдвигающего устройства включен дополнительный конденсатор 2. Недостатком такого фазовращателя является частотная зависимость параметра фазосдвигакцего устройства ЙС-цепи, не позвоитяющая использовать фазовращатель в ш1-гроком диапазоне частот. Кроме того, фазовращатель не обеспечивает своих параметров при работе на низкоомную нагрузку и имее низкий коэффициент передачи, что ограничивает его применение s цепях ВЧ-сигналов, Hanpi-iMepf для компенсации фазовых искажений. Цель изобретения - расширение полосы частот при сдвиге фаз выходного напряжения в пределах (0-360) где п- число оборотов ротора фазовращателя,. Поставленная цель достигается тем что фазовращатель, содержащий статор с двумя обмотками, сдвинутыми в пространстве на ЭО, ротор с одной обмоткой, а также фазосдвигакщее устройство, снабжен широкополосным , трансформатором и эмиттерным повторителем, а фазосдэигающее устройство выполнено в ви;а;е двух обмоток, на мотанных на каркасе, установленном в экранирующем корпусе, два вывода обмоток соединены с обмотками статора, одна изобмоток подключена к выходу трансформатора, вход которого ,. подключен к входным клеммам фазовращателя, вход эмиттерного повторителя соединен с обмоткой ротора, а выход - с выходными клеммами фазовращателя. На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого фазовращателя. Фазовращатель содержит трансформатор 1, входная обмотка 2 которого через согласующий резистор 3 соединена с входом устройства. Выходная обмотка 4, параллельно которой включен согласующий резистор 5, подсоединена к входу обмотки 6 фазосдвигаю.щеГо устройства - квадратурного ответвителя 7, выполненного в виде двух обмоток, намотанных на каркас, установленный в экранирующем корпусе. Один вывод обмотки 8 квадратурного ответвителя 7 подсоединен к согласующему резистору 9, второй - к статорной обмотке 10 фазовращателя 11 и к одному концу согласующего резистора 12. Другой вывод обмотки б подсоединен к статорной обмотке 13 фазовращателя 11 и одному концу согласуюдего резистора 12. Вторые выводы согласующих резисторов 5, 9, 12 и 14 и статорных обмоток 10 и 13 соединены с корпусом устройства. Ротор с одной обмоткой 15 фазовращателя 11, соединен--с входом эмиттерного повторителя 16, выход которого является выходом устройства, В качестве трансформатора 1 может быть использован широкополосный трансформатор, имеющий одну первичную и две вторичные обмотки, полосу пропускания 1-100 МГц, коэффициент передачи в полосе частот не менее 0,8. В качестве фазосдвигающего устройства 7 применен квадратурный ответвитель, обеспечиванвдий фазовый сдвиг л/2 между выходными напряжениями в полосе частот 10-40 МГц. Статор фазовращателя 11 выполнен из феррита 100 ВЧ с пазами по внутреннему диаметру, в которых расположены две статорные обмотки 10 и 13, сдвинутые Б пространстве на 90°. Индуктивность обмоток 0,45-0,62 мкГ,, Ротор 15 фазовращателя 11 выполнен также из феррита 100 ВЧ с пазами по внешнему диаметру, в которых расположена обмотка ротора. Индуктивность обмотки 0,95-1,15 мкГн.. В качестве эмиттерного повдгорителя 16 используются широко известные схемы с входным сопротивлением не менее 1 МОм с применением транзисторов, например 2П305Г, 2Т316Б.,

Фазовращатель работает следующим образом.

Входное синусоидальное напряжение частотой 10-40 мГц поступает через трансформатор 1 на вход квадратурного ответвитеяя 7 (обмотка 6). На выходах квадратурного ответвителя 7 (обмотки 6 и 8) вырабатываются два напряжения, равные по с1мплитуде и сдвинутые по фазе на Jf/2, которые подаются на две обмотки.10 и 13 статора, сдвинутые в пространстве на 90°. В воздушном зазоре фазовращателя 11 образуется круговое вращающееся магнитное поле, которое наводит ЭДС на обмотке 15 ротора. Изменение, фазы фазовращателя в пределах (0-360 )и обеспечивается вращением ротора. С ротора напряжение поступает на вход эмиттерного повторителя 16, выход которого является выходом устройства.

Включение фазовращателя между введенными квадратурным ответвителем с трансформатором на входе и эмиттерным повторителем позволяет согласовать входное сопротивление фазовршцателя в широкой полосе частот. Эмиттерный повторитель исключает влияние сопротивления нагрузки на роторную и статорные обмотки фазовращателя. Этим обеспечивается постоянство по амплитуде ортогональных напряжений на статорных обмотках фазовращателя в широком диапазоне изменения сопротивления нагрузки и частоты. Таким образом, введение трансформатора, квадратурного ответвителя и эмиттерного повторителя обеспечивает уменьшение неравномерности амплитудно-частотной характеристики в полосе частот, т.е. позволяет расширить полосу частот предлагаемого фазовращателя при сдвиге фаз на (0-360)п .

ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ, содержащий статор с двумя взаимно перпендикулярными обмотками, ротор с одной обмоткой и фазосдвиганхцее устройство, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, он снабжен широкополосным трансформатором и эмиттерным повторителем, а фазосдвиганхцее устройство выполнено в виде двух обмоток, намотанных на каркасе, установленном в экранирующем корпусе, два вывода обмоток соединены с обмотками статора, одна из обмоток подключена к выходу трансформатора, вход которого подключен к входным клеммам фазовращателя, вход эмиттерного повторителя соединен с обмоткой ротора, а выход - с выходньв4И клеммами фазовргицателя. CD со о сх