Многополюсный вращающийся трансформатор Советский патент 1988 года по МПК H02K24/00 

4

о: а

N)

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано при согчдании высокоточных информационных электрических машин, а именно вращающихся трансформаторов (ВТ).

Цель изобретения - повьшение ности путем полного подавления в , магничивающей силе синусоидально распределенных обмоток гармоник Зр и 5р и кратных им.

На фиг.1 показана конструкция ВТ; на фиг.2 - принципиальная электричес кая схема ВТ; на фиг.З - одна из синусоидально распределенных обмоток предлагаемого ВТ.

Многопо Нюсный ВТ (фиг,1) состоит из соосно расположенных неподвижного корпуса статора 1, несущего магнито- провод 2, и поворотного корпуса 3, несущего магнитопровод 4. На магнито- проводах 2 и 4 статора и ротора раз- мещены обмотки 5.

Один из магнитопроводов ротора имё ет число зубцов, кратное, числу пар полюсов (р) ВТ, и несет одну обмотку 6 возбуждения (фиг.2), выполненную по типу зубец -полюс, В рассматриваемом примере р равно четырем и число зубцов магнитопровода ротора равно ми.

Второй магнитопровод 4 (статора) должен иметь число зубцов, кратное пятнадцати На этом магнитопроводё размещены две квадратурные (сдвинутые между собой по положению осей на 90 эл.град.) обмотки 7 и 8, являющиеся выходными синусной и косинусной мотками.

Поскольку в предлагаемом устройст- ве цепь возбуждения выполнена по типу зубец -полюс, то в намагничивающей силе этой цепи наибольшие амплитуды имеют высшие гармоники, номера которых равны Зр и 5р, поэтому после округления расчетных значений чисел витков выходных синусоидально распре

деленных обмоток следует в дополнительном спектре гармоник подавлять гармоники Зр и 5р.

Выбранное число зубцов магнитопровода 4, кратное пятнадцати, позволяет подавить эти гармоники, выполнив округление расчетных значений чисел витков до целых чисел так, чтобы выполнить Z/3 соотношений

ilWp (i-l) О ii f 1 (1)

2

и соотношений

) 0.

(2)

где 1 - переменная суммирования;

Z - число зубцов магнитопровода, несущего синусоидально распределенную обмотку; 1 - числа, принимающие в каждом равенстве по одному значению из ряда 1,2,...,2/3; 1 числа, принимающие в каждом равенстве по одному значению из ряда l,2j,...,Z/5; (l;,+Z/3 (i-l) и 1г +

+Z/S (i-1) - числовые значения номеров зубцов.

Пример. При р равно 4 число зубцов , несущего выходные обмотки, кратно пятнадцати. Причем W равно 10 (максимальное число витков, охватьюающих зубец магнито- , провода), Расчет числа витков одной из выходи обмоток представлен -в таблице, графы -5.

В графе 5 приведены округленные . значения чисел витков, охватывающих зубцы J. Проверим рассчитанный закон (графа 5) на соответствий выражениям (1) и (2).

Для выражения (1)

Изобретение относится к электри - ческим машинам автоматических систем и вычислительной техники и может быть использовано при создании многополюсных вращающихся трансформаторов (ВТ), двухотсчетных вращающихся трансформаторов и других информационных электрических ма1аин. Целью изобретения является повышение точности. Многополюсный ВТ содержит статор и ротор, один из которых имеет магнито- провод с числом зубцов, кратным числу пар полюсов, и обмотку зубец-полюс. а другой имеет магнитопровод с числом зубцов, не кратным числу пар полюсов, и две синусоидально распределенные обмотки. Число зубцов магнитопровода, несущего синусоидально распределенные обмотки, кратно 15-ти, а числа витков в секциях синусоидально распределенных обмоток W , охватывающих зубцы магнитопрОБода (где j - номер зубца), удовлетворяют соотношениям L W + . + (Z/3) (i-I) и соотношениям SI Wp + i -1 + (Z/5)(), где i - переменная суммирования; Z - число зубцов магни- g топровода, несущего синусоидально распределенные обмотки; 1 1,2,..., Z/3 и li 1.2,...,Z/5; (Z/3)(i-l) и Ij + (Z/5) (i-1) - числовые значения номеров зубцов. В данном ВТ исключено влияние гармоник Зр, 5р, кратных им гармоник. 3 ил., 1 табл. (Л с:

1

1,

1-1

1 H W, ч- -(i-O W, + Wg + W О,

i: 1 -5

2 Zl W, +.|--(i-l) Wi + W, + -1, It) -. (i-l) Wj - W, + W,, .0,

при 11

ir1

143621 15

L .+ { (i-1) W ,0 +

1-7 J

Для выражения (2)

1-1

При расчете и округлении соотноше НИН (1) и (2) выполнены не полностью и необходимо ввести корректировку для их выполнения. Откорректированные значения, дающие выполнение соотношений (1) и (2), приведены в графе 6 таблицы.

После указанной корректировки мотка не будет иметь взаимодействия между первичной и вторичной обмотками по гармоникам Зр и 5р ввиду точного подавления их на вторичных обмотках. Схема нанесения полученной обмотки приведена на фиг.З, порядковыми-чий«- лами занумерованы пазы так, что первый зубец расположен между и 1О-М пазами, второй зубец между 10-м и 11-м пазами и т.д. Против лобовых частей каждого зубца написано число витков, Охватывающих этот зубец, в соответствии с графой 6 таблицы.

Выполнение равенств (1) и (2) при числах зубцов магнитопроводов, крат ных пятнадцати, обеспечивает подавление в Н.С. обмотки гармоник 3 и 5 и им кратных, т.е. и гармоники Зр и 5р.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на обмотку 6 возбуждения на выходных обмотках 7 и 8 в зависимости от углового положения о1 ротора наводятся соответственно напряжения пропорциональные sin р о и cos р о(.

Применение предлагаемого ВТ позволяет существенно повысить точность воспроизведения синусно-косинусных зависимостей за счет полного исключения искажающих связей первичной и

15

{ (i-1) W ,0 +

J

w

IS

0.

C

5

0

g 5

вторичной обмоток по гармоникам Зр и 5р и им кратным гармоникам,

Формула изобретения

Многополюсный вращающийся трансформатор, содержащий статор и ротор, один из-которых имеет магнитопровод с числом зубцов, кратным числу пар полюсов, и обмотку зубец-полюс, а второй имеет магнитопровод с числом зуб«- цов, не кратным числу пар полюсов, и две синусоидально распределенные обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, число зубцов магнитопровода, несущего синусоидально распределенные обмотки, кратно пятнадцати, а числа витков в секциях синусоидально распределенных обмоток W -, охватывающих зубцы магни - топровода, где j - номер зубца, удовлетворяют Z/3 соотношениям

We, + I (i-i) о

{-1 j

Z и г соотношениям

40

SlWo + I (i-1) /. f 11 2 -J

0,

где 1 - переме.нная суммирования;

Z - число зубцой магнитопровода, несущего синусоидально распре деленные обмотки;

- - 1

о -3

Z,

3

1 - 1 5 1 5.

1 с с

+ I Ci-1); I (i-1) числовые значения номеров зубцов j.

Фаг.1

C0S/70C

Чиш8тко9в В -59 t -Ю -2 Ю -/ JO 2 Ю -5 -в S

innnn

3 Ю 11 12

nmnnrnmrnri

J W /5 /5 77 / /5 Й7 2

ППГ 22 2J

tl.

гт

Xr

г

Фиг. 2

ППГ 22 2J

.