Бесконтактный вращающийся трансформатор Советский патент 1985 года по МПК H02K24/00 

Фиг.1 Изобретение относится к электрическим машинам автоматических систем и вычислительной техники, в частности к вращающимся трансформаторам. Целью изобретения является повышение точности. На фиг. 1 изображен вращающийся трансформатор, общий вид; на фиг. 2 - схема включения первичных и вторичных обмоток. Бесконтактный вращающийся трансформатор (фиг. 1) содержит магнитопровод 1 статора, размещенный в неподвижном корпусе 2, магнитонровод 3 ротора, размещенный на валу 4. На магнитопроводе статора размещены две квадратурные обмотки, выводы которых обозначены 5, 6 и 7, 8 и две выходные квадратурные обмотки, выводы которых обозначены 9, 10 и 11, 12. На магнитопроводе ротора (фиг. 2) размещены две пары короткозамкнутых обмоток. Обмотки 1-3 и 14 ш пар полюсные. Обмотки 15 и 16 п пар полюсные. Последовательное включение обмоток 13 и 15 создает одну короткозамкнутую обмотку, а обмотки 14 и 16 - другую короткозамкнутую обмотку. Каждая из четырех обмоток, размещенных на роторе, распределяется по всем пазам магнитопровода синусоидально с заданным числом пар полюсов. Обмотки статора 5, 6 и 7, 8 выполняются одинаковыми, синусоидально распределенными с числом пар полюсов т. Оси обмоток 5, 6 и 7, 8 сдвинуты относительно друг друга на 90°/т. Обмотки 9, 10 и 11, 12 произвольно размещены относительно обмоток 5, 6 и 7, 8 и выполняются с числом пар полюсов п. Оси обмоток 9, 10 и 11, 12 сдвинуты относительно друг друга на Число пазов магнитопровода статора выполняется кратно числу 2т (числу полюсов одной системы обмоток), а число пазов магнитопровода ротора выполняется кратно числу 2п (числу полюсов другой системы обмоток). Это при синусоидальном распределении обмоток обеспечивает на одном из элементов (роторе или статоре) выполнение для каждой пары полюсов концентрических обмоток, что повышает точность расположения нулевых положении взаимной индукции первичных и вторичных как m пар полюсных, так и п пар полюсных обмоток. В зависимости от полярности взаимного включения обмоток 13, 15 и 14, 16 составляющих короткозамкнутые обмотки ротора, бесконтактный ВТ будет рещать синусо-косинусное преобразование с числом пар полюсов p m-f-n или . При отличии m от п на единицу можно получить двухполюсный ВТ. Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на одну из обмоток возбуждения, например 5 и 6, в об5мотке 13 ротора наводится ЭДС, пропорциональнаяUi VfcSin m ОС, а на обмотке 14, пропорциональная Us, Ьв cos ш (X, где Us - напряжение поданное на обмотку а - угол поворота ротора, отсчитываемый от положения нулевой взаимной индукции обмоток 5, 6 и 13. В остальных обмотках ЭДС не наводятся, так как при любом положении ротора взаимная индукция этих обмоток с обмоткой 5 и 6 равна нулю (в связи с разнополюстностью обмоток). Наведенные ЭДС в обмотках 13 и 14 вызовут в короткозамкнутых обмотках пропорциональные этим ЭДС токи в обмотках 15 и 16. Потоки этих обмоток будут наводить ЭДС в обмотках статора 9, 10 и 11, 12 (с остальными обмотками потокосцепления не будет). Поток обмотки 15 наведет в обмотке 9 и 10 ЭДС, пропорциональную Uicosn (а+ао); а в обмотке 11 и 12 Uisinn а+ссо); где ао - угол поворота в системе отсчета угла а, при котором взаимная индукция обмоток 15 и 9, 10 обращается в ноль (определен взаимным размещением шип пар полюсных обмоток ротора и статора). Поток обмотки 16 наведет в обмотке 9 и 10 ЭДС, пропорциональную d-U2sinn(a-f-f-ao) ;-а на обмотке 11 и 12 - -U2cosn (), знак «+ или «- определяется полярностью включения обмоток 13, 15 и 14, 16, замкнутых попарно друг на друге. Таким образом, на обмотке 9 и 10 будет наведено напряжение Uc UB sin m осх /.cosn(oc+ o) ±cos m «-sin п( «.+oio ) UBsin (m±n) л ±n 0,0 , a на обмотке 11 и 12 Uii UB sin mot-sin п( oc+ oio)± ±cos moLcos n( OL+ сс) UgCos (m±n) ocq: ±noCo. Предлагаемый ВТ может быть использован и при питании со стороны обмотки 7 и 8, и тогда все выходные напряжения сдвинутся по нулевым положениям на угол ilsn град. При разработке ВТ, у которых на магнитопроводе статора разнополюсные обмотки размещаются в разных пазах, так что фактически обмотки одной полюсности занимают половину пазов магнитопровода статора, предлагается число пазов статора выполнять кратным 4т. Введение новых признаков в виде кратности чисел пазов магнитопровода статора числу полюсов (2т) одной группы многополюсных обмоток, входящих в бесконтактный ВТ, и в виде кратности чисел пазов магнитопровода ротора числу полюсов (2п) другой группы многополюсных обмоток, входящих в бесконтактный ВТ, позволяет получить на одном из магнитопроводов (ротора или статора) для каждой системы обмоток (т или п-пар полюсных) многополюсную обмотку с концентрическими сек циями на каждом полюсе. Такие обмотки не обладают погрешностями в расположении их нулевых положений и как бы стабилизируют нулевые положения взаимной индукции обмоток ротора и статора одной полюсности.

Уменьшение погрешностей углового расположения нулей взаимной индукции шип пар полюсных обмоток ротора и статора приводит к значительному повышению точности бесконтактного ВТ.

БЕСКОНТАКТНЫЙ ВРАЩАЮЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР, содержащий магнитопроводы статора и ротора с расположенными в пазах на каждом из них разнополюсными обмотками с некратными между собой числами пар полюсов, равными тип, причем на статоре расположены обмотки возбуждения и выходные обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, число пазов магнитопровода статора кратно 2т, а число пазов магнитопровода ротора кратну 2п.