Бесконтактный индукционный фазовращатель (его варианты) Советский патент 1986 года по МПК H02K24/00 

де. Первичная обмотка встроенного трансформатора установлена на статоре, а вторичная на роторе. Один из резисторов выполнен регулируемым. Выполнение указанного условия обеспечивает падение напряжения не более

20%. Повышение коэффии иента передачи фазовращателя достигается включением обмоток трансформатора, при котором в 2 раза уменьшается входное и выходное сопротивления фазовращателя. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к фазовращателям, используеьй.1м для преобразования фазы в зависимости от угла поворотаЦелью изобретения является повышение точности и коэффициента передачи. На фиг.1 изображена электрическая схема фазовращателя при двухфазном питании в соответствии с первым вариантом; на фиг.2 - то же, при однофазном питании в соответствии с вторым вариантом; на фиг.З -ч эквивалент ная схема замещения фазовращателя при однофазном питании. Бесконтактный индукционный фазовращатель содержит обмотку трансформатора 1 , установленную на статоре, обмотку трансформатора 2, установленную на роторе, обмотки ротора основную 3 и дополнительную 4, обмотки 5 и 6 статора, регулируемые резисторы 7 и 8, конденсаторы 9 и 10, полное сопротивление 11 статорной об мотки трансформатора, полное сопротивление 12 роторной обмотки трансформатора, реактивное сопротивление 13 намагничивающего контура трансформатора, полное сопротивление .1А обмотки ротора, реактивное сопротивлен 1с 15 намагничивающего контура фа зовращателя, полное сопротивление 16 обмоток статора, полное сопротивлени 17 нагрузки. При двухфазном питании (фиг.1) фазовращатель работает следующим образом. На обмотки 5 и 6 статора, сдвинутые в пространстве на 90 (при отклю ченном фазосдвигающем контуре), пода ется напряжение от квадратурного источника со сдвигом во времени на 90 и равной амплитуды. При этом в воздушном зазоре фазовращателя создается вращающееся магнитное поле, которое возбуждает в обмотках ротора напряжение, постоянное по амплитуде и линейно изменяющееся по фазе в зависимости от угла поворота ротора, которое с помощью гальванической связи подается на обмотку 2 трансформатора, возбуждает магнитную систему этого трансформатора и наводит напряжение в обмотке 1 этого трансформатора. Это напряжение является выходным напряжением фазовращателя U снимаемым с обмотки 1 трансформатора . и и cos («t +СР), где и - 1 - sin2(i sinE ; since cosE Cf arctg sinod-sinE где и - амплитуда выходного напряжения , В; 1 - фаза выходного напряжения, Е - отклонение питающих напряжений от квадратуры (неортогональность) ; - угол поворота фазовращателя. Вьфажение ,цля погрешности от неортогональности с учетом малости Е можно записать tg sinoc; - Esin2Qi - 1 Дополнительная погрешность от неравенства амплитуд может быть выражена 4 и с: -Jl + 2Scos2 об- 1; tgblf 2 sin2(y,; при выполнении условия 1,2, (Z,+ 2„)() 2 полное сопротивление в оричной обмотки трансформатора;полное .сопротивление перви ной обмотки трансформатора реактивное сопротивление н о магничивающего контура; W., W - число витков первичной и вторичной обмоток трансфор матора; полное выходное сопротивление фазовращателя. Степень влияния погрешности исто ника может быть существенно уменьше на, погрешность от неравенства ампл туд сводится к второму порядку налости, а от неорто1ональности умень шается вдвое. При однофазном питани (фиг.2) фазовращатель работает следу ющим образом. При подаче напряжения на обмотку 1 статора трансформатора обмотке ротора трансформатора 2 индуцируется ЭДС, которая возбуждает обмотки 3 и 4 фазовращателя, возникающее в воздушном зазоре вазовращателя магнитное поле наводит ЭДС в обмотках 5 и 6 статора, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота . При подключении к этим обмоткам резисторов 7 и 8 и конденсаторов 9 и 10 обеспечивается при определенных условиях, например, настрой ки в резонанс КС-цепочек,.временной сдвиг на 90 и напряжение на выходе фазовращателя становится линейно изменяющимся по фазе при постоянной амплитуде. Повьнпение точности преобразования за счет стабилизации выходного напря жения фазовращателя при повороте ротора от 0° до 360 обусловлено вы- полнением первичного и вторичного симметрирования. Первичное симметрирование выполняется подключением разноименных обмоток к выходной обмотке трансформатора, а вторичное симметрирование - предложенным в соответствии с вторым вариантом соединением элементов фазосдвигающего кон тура. Повышение коэффициента передачи при работе на нагрузку достигается за счет снижения падения напряжения в трансформаторе, повышения коэффи514инента связи фазовращателя и возможности использования фазосдвигающего контура с низкоомным сопротивлением. По второму варианту изобретения минимальное падение напряжения встроенного трансформатора при подключении к обмотке 2 разноименных концов обмоток 3 и 4 обеспечивается при выполнении условия 1,2, где Zj - полное сопротивление первичной обмотки трансформатора; полное сопротивление вторичной обмотки трансформатора; реактивное сопротивление намагничивающего контура; W,, W,, число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора;полное входное сопротивление фазовращателя. Приведенное выражение получается из уравнения трансформатора, эквивалентная схема которого приведена на фиг.З. Представленное выражение характеризует коэффициент связи трансформатора и степень сопротивления фазовращателя. При выполнении этих условий может быть достигнуто падение напряжения не более 20%. Повышение коэффициента фазовращателя включением обмоток трансформатора и фазовращателя, при котором в 2 раза уменьшается входное и выходное сопротивление фазовращателя, что в свою очередь обеспечивает возможность выполнения.условия R Х 1,2Z где R - активное сопротивление каждого резистора; Х - реактивное сопротивление каждого конденсатора. Формула изобретения 1. Бесконтактный индукционный фазовращатель, содержапщй статор с двумя взаимно перпендикулярными обмотками и ротор с обмоткой, о т ичаюл;ийся тем, что, с целью повышения точности и коэффициента передачи, он снабжен встроенным трансформатором, первичная обмотка которого механически связана с ротором, а вторичная - со статором, и дополнительной обмоткой, установленной на роторе взаимно перпендикулярн к первой роторной обмотке и подключенной к ней разноименными концами, а к этим обмоткам параллельно подключена первичная обмотка трансформатора и выполнено условие Z4 ; 60,2, (Z,. ZH)(Hi). где Z - полное сопротивление вторич ной обмотки трансформатора; полное сопротивление первичной обмотки трансформатора;реактивное сопротивление намагничивающего контура; W и число витков первичной обW,, W, мотки и вторичной обмотки трансформатора; полное выходное сопротивление фазовращателя. 2, Бесконтактный индукционный фазовращатель, содержащий статор с дву ся взаимно перпендикулярными обмотками, ротор с обмоткой, фазосдвигающйй контур из соединенных последовательно первого резистора и первого конденсатора, второй вывод которого подктаочен к первой выходной клемме, и второго конденсатора, подкхп ченного к первой выходной клемме и первом выводу первой обмотки статора, второ вывод которой соединен с первым выводом второй обмотки статора, и вторую выходную клемму, отличающ и и с я тем, что, с целью повмпеНИЛ точности преобразования фазы, он снабжен встроенным трансформатором с первичной обмоткой, установленной на статоре и вторичной обмоткой, механически связанной с ротором, второй роторной обмоткой и регулируй емым резистором, роторные обмотки . соединены мезвду собой разноименными концами, а параллельно с этими обмотками соединена вторичная обмотка трансформатора, первый резистор выполнен регулируемым, второй вывод первого резистора подключен к первому выроду введенного регулируемого резистора и второй выходной клемме, второй вывод которого соединен с вторым выводом второй обмотки статора, и выполнено условие ,. 1 t,o J ( Z)(W,/W,)2 Z R Xj,i 1,2Z«, где Z, - полное сопротивление первичной обмотки трансформатора;Zj - полное сопротивление вторичной обмотки трансформатора;Хд - реактивное сопротивление намагничивающего контура; W,, Wg - число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора ; Z f, - полное входное сопротивление фазовращателя; R - активное сопротивление каждого резистора; Х - реактивное сопротивление каждого конденсатора.

t/gjf

013

15

17

Фиг.З