Двухотсчетный вращающийся трансформатор Советский патент 1986 года по МПК H02K24/00 

Изобретение относится к электрическим машинам автоматических систем и вычислительной техники и может быт использовано при создании высокоточных двукотсчетных вращающихся трансформаторов (ДВТ) и фазовращателей. Цель изобретения состоит в повышении точности за счет .увеличения максимального числа проводников в пазу выходной обмотки канала точного отсчета и обусловленного этим уменьшения погрешностей, вызванных округг лением расчетных чИсел проводников I пазах ыагнитопровода, а также в улучшении параметров, cin-шении трудоемкости и упрощении конструкции. . виг. 1 показана принципиальная конструкция ДВТ; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема ДВТ; на фиг. 3 одна из выходных обмоток ДВТ, ЯБЛЯгощаяся исходной для построе ния выход1 ой обмотки; на фиг. 4 электрическая схема выходной обмотки ДВТ состоит из соосно расположенных неподБпжного корпуса статора (фиг.1), несущего магнитопровод 2, и поворотного корпуса 3 ротора, несу щего магнитопровод 4. Ila магнитонроБодах 2 л 4 статора и ротора в пазах размещаются обмотки 5. Пр1П1цт1Ш1ально обмотки возбуждения могут размещаться, как на роторе, так и на статоре. В описанном примере об мотки возбзгждения размещаются на роторе, а выходные - на статоре. - На роторе (фиг. 2) размещены две нары квадратных обмоток возбуждения: пара двухполюсньк обмоток, являющихс обмотками грубого отсчета, и. пара многонол ос} ых С ЧИСЛОМ пвр полюсов ш являющихся обмоткашг точного отсчета Эти обмотки могут быть любого типа и обычно выполняются с синусоидальным распределением проводников по пазам магнмтопроводов. Первая обмотка возбуждения грубог отсчета (фиг. 2) имеет выводы В и , вторая - Bj и В., . Первая обмотка возбу здения канала точного отсчета имеет выводы В. и Bjn,, вторая Bj),, и ДВТ могут выполняться без вторых (квадратных) цепей возбуждения. Быходные обмотки ДВТ выполня;ются кольц-звъ1мя. В предлагаемой конструкции каждая выходная обмотка грубого отсчета вынолнена путем использовани части витков одной обмотки точного отсчета, имеющих на растрчке магнитопровода одинаковое направление намотки в одной угловой зоне, занимающей примерно полуокружность, и противоположное направление намотки в оставшейся угловой зоне. Витки обмотки грубого отсчета включены в начале каждой выходной обмотки так, что начало обмотки является общим началом выходных обмоток и грубого, и точного отсчетов, промежуточный вывод после включения всех витков, принадлежащих обмотке грубого отсчета, является вторым выводом обмотки грубого отсчета и вывод после подключения всех оставшихся витков обмотки точного отсчета является вторым выводом обмотки точного отсчета. Первые выводы синусной обмотки точного I и грубого /Сц / отсчетов являются общими, второй вывод обмотки грубого отсчета /Cjj / является промежуточным отводом всей обмотки, и второй вывод обмотки точного отсчета /Cjm/ является концом всей синусной выходной обмотки. Аналогично построена косинусная обмотка и имеет выводы К,, и Кщ соответственно начала обоих обмоток и концы косинусных обмоток 1рубого Kji и точного KjHi отсчета. Пример образования новой объединенной выходной обмотки ДВТ. На фиг.З показана синусоидально распределенная кольцевая выходная обмотка точного отсчета с пятью парами полюсов, выполненная на магнитопроводе, имеющем 13 пазов. В этой обмотке принята нумерация пазов так, что первым пазом считается паз, расположенный на расточке магнитопровода под углом 45 эл.град,от начала отсчета угла, принятого при расчете распределения этой обмотки. У лобовых частей секций обмотки написаны числа витков в секциях. Для образования выходных обмоток предлагаемого устройства витки выходной обмотки точного отсчета делятся на две части. Одна часть составляет обмотку грубого отсчета и выполняется в начале обмотки, а другая часть дополняет ее до полной обмотки точного отсчета и выполняется после первой части. Из обмотки (фиг. -3) выбираем . в первой угловой зоне, занимающей примерно полуокружность, проводники, имеющие положитёль11Ь1Й знак намотки. В другой оставшейся угловой зоне выбираем проводники, имеющие противоположный (отрицательньй) знак намотки. Таким образом, из целой вьгеодной обмотки точного отсчета нами выбраны восемь катушек, последовательное вклю чение которых (фиг,4, верхняя часть) составляет выходную обмотку грубого отсчета. Если из общей схемы обмотки (фиг.З изъять выбранные витки и составить схему намотки оставшихся катушек, по лучится обмотка, представленная на фиг. 4. Последовательное включение двух частей СФиг. 4, соединение межд ними показано пунктиром) образуют об щую обмотку, эквивалентную исходной обмотке (фиг. 3), а место соединения этиъ обмоток дает отвод второго вывода обмотки грубого отсчета. Аналогично получаются косинусные выходные обмотки грубого и точного отсчета. Полученная таким образом обмотка грубого отсчета имеет вид обычной двухполюсной кольцевой обмотки, но без синусоидального распределения проводников по пазам, следовательно, в ней могут быть высшие искажающие гармоники. Поскольку первичные обмотки возбуждения грубого отсчета имеют синусоидальное распределение проводников по пазам и в их полях есть толь ко высшие пространственные гармоники кратные числу зубцов магнитопроводов несущих обмотки возбуждения, умноженному на целое число, пл(рс-минус единица (т.е. гармоника К2±1, где К 1,2,3,...; Z - число зубцов), то искажение синусоиды двухполюсного грубого отсчета может быть только по имеющимся высшим гармоникам KZ±1, .что для обмоток грубого отсчета не является ощутимым. При составлении выходных обмоток грубого отсчета ДВТ, имеющего две выходные обмотки грубого отсчета, может оказаться, что нет перпендикулярности осей этих обмоток. Для получения перпендикулярности выходных обмоток грубого отсчета при выборе числа витков wi для обмоток грубого отсчета следует выполнить в каждой обмотке условие г п-. Wi sino;;. - wisinofi 0, (1) а Ы где i - порядковые номера секций обмотки грубого отсчета, занимакицих один паз; J - число обмотки грубого отсчета, имеющих положительное направление намотки; п - число секций обмотки грубого отсчета; - угол между началом отсчета углов для обмотки грубого отсчета и осью паза, занятого i-секцией. Для обеспечения совмсщелия одного из нулевьпс положений обмотки точного отсчета с одним из нулевых положений обмотки грубого отсчета (что часто требуется на практике) началом отсчета углов следует считать угловое положение, отстоящее на 45° от положения, соответствующего 45 эл.град. при расчете обмоток точного отсчета. 1 В описанном примере образования новой выходной обмотки учтены условия получения перпендикулярности выходных, обмоток грубого отсчета и задано начало отсчета углов , необходимое для получения совпадения одного из нулевых положений обмотки точного отсчета с одним из нулевых положений обмотки грубого отсчета. В примере задано В 4, п 8, даны нумерация секций, положение первого паза, соответствующее положению 45 эл.град. при расчете обмотки точного отсчета, заданы числа витков в занумерованных секциях. Выполнение условия () подтверждается расчетом данным, приведенных в таблице.

Продолжение таблицы

Изобретение относится к области электротехники, а именно к эл. машинам автоматических систем и вычислительной техники, и может быть использовано при создании высокоточных двухотсчетных вращающихся трансформаторов (ДВТ) и фазовращателей. Целью изобретения является повьшение точности, улучшение параметров и снижение трудоемкости изготовления. ДВТ содержит соосно расположенные неподвижный корпус статора 1, несущий магнитопро,вод 2, и повторный корпус 3 ротора, несущий магнитопровод 4. На магнитопроводах 2, 4 статора и ротора раз- . мещены обмотки (ОБ) 5, первичные и вторичные двухполюсные и многополюсные ОБ каналов грубого и точного отсчета. Вторичные выходные ОБ выполнены кольцевыми в виде последовательно соединенных катушек. Каждая выходная ОБ канала грубого отсчета содержит катушки ОБ канала точного отсчета и выполнена из двух последовательно соединенных частей. Первая часть содержит катушки, расположенные на половине окр -жности магнитопровода с одинаковым направлением намотки, а вторая часть - катушки, расположенные на другой половине окружности магниI топроводов с обратным направлением намотки. Начала ОБ канала грубого и (Л точного отсчетов объединены, а конец ОБ канала грубого отсчета соединен последовательно с остальными катушками ОБ канала точного отсчета. Для . обеспечения взаимоперпендикулярности, расположения ОБ суммы.произведений чисел витков катушек на синус угла О5 их расположения для катушек разного 01 направления намотки должны быть равны СО 1 3.п. ф-лы. 4 ил.,1 табл. со ьэ

При создании обмоток грубого отсчета для получения максимально1го выходного напряжения обмоток грубого отсчета целесообразно из обмоток точного отсчета отбирать максимальное число катушек, удовлетворяющих требованию приведенного построения обмотки грубого отсчета, а затем обеспечить равенство (1), исключив часть или уменьшив в некоторых из них число витков. Устройство работает следующим об-, разом. При подаче напряжения возбуждения на обмотки возбуждения грубого и точного отсчета, на двух выходных квадратурных (синусной и косинусной) обмотках точного отсчета наводятся в зависимости от углового положения ротора (с.) соответственно напряжения пропорциональные sinm« и cosmw, а на выходных обмотках (синусной и коси-, нусной) грубого отсчета - напряжения пропорциональные соответственно з1пй и cos«. Использование для образования о6.моток грубого отсчета тех же секций, что входят в обмотки точного отсчета позволяет полностью освободить место пазах магнитопроводов, рацее занимаемое самостоятельными выходными обмотками.грубого отсчета. Это дает возможность увеличить число витков выходных обмоток точног отсчета и повысить точность распреде ления проводников этих обмоток по па зам за счет лучшего округления числа проводников до целых чисел при расчете обмоток, а следовательно, и точ ность устройства в целом. Высвобождение площади в пазах маг нитопроводов для обмотки точного отсчета улучшает соотношение (улучшая добротность обмоток) активной и реа Т1шной составляющих выходных обмоток. Кроме того, снижена трудоемкость вьшолнения выходных обм ток двт. Формула изобретения 1 . Двухотсчетный вращающийся трансорматор, содержащий статор и ротор, пазах магнитопроводов которых разещены первичные и вторичные двухпоюсные и многополюсные обмотки канаов грубого и точного отсчетов, прием выходные обмотки выполнены кольевыми в виде последовательно соедиенных катушек, отличающийя тем, что, с целью упрощения онструкции и повышения точности, каждая выходная обмотка канала грубого отсчета содержит катушки обмотки канала точного отсчета и выполнена из двух последовательно соединенных частей, первая из которых содержит последовательно соединенные катушки, расположенные на половине.окружности магнитопровода и имеющие одинаковое направление намотки, а вторая - последовательно соединенные катушки, расположенные на другой половине окружности магнитопровода и имеющие обратное направление намотки, начало обмотки канала грубого отсчета объединено с началом обмотки канала точного отс.чета, а конец обмотки канала грубогоотсчета соединен последовательно с остальными катушками обмотки канала точного отсчета. 2. Трансформатор по п.1, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности путем повышения точности расположения осей квадратурных обмоток, число витков катушек каждой обмотки канала грубого отсчета удовлетворяет условию г п yj isinod -)wisino;l - О, где i порядковые номера катушек; t - число катушек с одинаковым направлением намотки;. Wi, - число витков i-й катушки; п - число катушек обмотки канала грубого отсчета; Wl - угол, определяющий положение i-й катушки. -11 6 62 -98 86 -30 -iii 91 -96

Cti Cim

iinmd.

Cim

Кгт 52 18-19 100

Фиг. if

Сгт