Двухканальный вращающийся трансформатор Советский патент 1989 года по МПК H02K24/00 

EI W,-cos()o(i + ZITw sin(Z2-P)o :t- AsinP(j , - Ь1- -

с

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим шинам автоматических систем и вычислительной техники и может быть использовано при создании двухканаль- ньпс вращающихся трансформаторов (ДВ Г), имеющих на единой магнитной цепи обмотки грубого и точного каналов. Целью изобретения является повышение . точности ДЕТ. ДВТ содержит на одном и том же магнитопроводе обмотки грубого и точного канашов. Числа витков обмотки возбуждения грубого канала удовлетворяют соотношению

. где (() Z,(fP/Z,))/ /( sin(7r (-p+Ze)/Z) ; i - номера зубцов магнитопровода, несущего обмотки возбуждения; Z и Z/i - числа зубцов магнитопроводоЕ, несупдих соответственно обмотки возбуждения и выходные; IJ-j - число витков секций обмотки возбуждения грубого канала, охватывающих i-й зубец магнитопровода ; с(-( - угол по расточке магнитопровода между заданньм произвольно началом

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании высокоточных информационных электрических микромашин.

Цель изобретения - повышение точности двухканального вращающегося трансформатора (ВТ) за счет уменьшеотсчета углов и осью i-ro зубца; F - число пар полюсов точйого канала; , максимальное число витков, охватывающих зубец магнитопровода обмотки возбуткдения точного канала; а - отношение величин токов возб гждения грубого и точного каналов; d - допустимая угловая погрешность, вносимая влиянием гармоники цепи возбуждения грубого канала, 3 ил., 2 табл.

(Л

4

о: J О

сх ел

ния влияния обмотки возбуткдения грубого канала на выходные обмотки точного канала.

На фиг.1 показана установка магни- топроводов двухканального ВТ в корпусе; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема ВТ; на фиг.З пример электрической схемы обмотки возбуждения грубого канала.

Двухканальный ВТ состоит из соос- но расположенных неподвижного корпуса 1 статора (фиг.1), несущего маг- нитопровод 2, и поворотного корпуса 3 ротора, несущего магкитопровод Д. На магнитопроводах 2 и 4 статора и ротора размещаются обмотки 5.

Принципиально обмотки возбуждения могут размещаться как на роторе, так и на статоре, В описываемом примере выполнения ВТ обмотки возбуждения размещены на роторе, а выходные обмотки - на статоре.

На роторе ВТ размещены две обмотки возбуждения. Обмотка 6 возбуждения грубого канала, имеклцая синусо- идальное распределение витков, выполнена, двухполюсной. Обмотка 7 возбуждения точного канала выполнена с числом пар полюсов Р и может быть ка синусоидально распределенной, так и сосредоточенной, типа зубец - полюс. В рассматриваемом примере обмотка возбуждения канала точного отсчета выполнена по типу зубец - полюс.

На магнитопроводе 2 статора разме щены две пары синусоидально распреГО,соз(г,-Р)ыЛ IZ (Z2-P)o(,4AsinP(, (О

7Т - . ( -1

7ГР

(Z,-P)Z,WmpSin 4

I 2аР

Z.

г ... TLli-llsin

Z

де

45

i - номера зубцов магнитопрово- . да, несущего обмотки возбуждения;

, Zii - числа зубцов магнитопрово- дов, несущих .соответственно обмотки возбуждения и выходные;. W - числа витков секций обмотки возбуждения грубого канала, охватывающие i-й зубец магнитопровода; Р - число пар полюсов точного

канала; .

- угол по расточке магнитопровода между заданным началом отсчета углов и осью i-го паза;

50

деленных выходных обмоток: грубого канала синусная 8 и косинусная 9-обмотки, а также синусная 10 и косинусная 11 обмотки точного канала. Выходные обмотки грубого канала имеют по одной паре полюсов.

Выходные обмотки точного канала имеют Р пар полюсов.

При синусоидальном распределении выходных обмоток точного отсчета в распределении их намагничивающих сил (И.С.) наиболее сильной, искажающей точность гармоникой является гармоника, имеющая порядок (Zg - Р), где Zt - число зубцов магнитопровода, не суп.его выходные обмотки. Поэтому для обеспечения высоких точностей этой гармоники не должно быть в распределении Н.С. цепи возбуждения грубого канала. Однако при расчете синусои- дального распределения обмотки возбуждения грубого канала и округлении значений чисел витков в секциях до целых значений получается дополнительный спектр гармоник, который обычно содержит и гармонику (Zri - Р) Для устранения этой гармоники в отличие от известного устройства в . предлагаемом ДВТ числа витков обмотки возбуждения грубого канала должны удовлетворять соотношению

0

5

0

$ - допустимая угловая погрешность , вносимая влиянием гармоники (Z2-P) обмотки воздуждения грубого канала; WfYip - максимальное число витков

обмотки возбуждения точного канала, охватывающих зубец магнитопровода;

а - отношение величин токов возбуждения грубого и точного каналов.

Выполнение соотношения (1) достигается корректировкой (переокруглением) .

Пример. Выполнение двухка- нального ВТ.

Пусть задано: число зубцов магнитопровода ротора, несуш.его обмотки возбуждения, равное Zi 20; число зубцов магнитопровода статора, несущего выходные обмотки, равное Za

21; число пар полюсов обмоток точного канала Р 10; максимальное число витков обмотки возбуждения точного канала V; фр 100 и обмотки возбуждения грубого канала Ущ 5.

Обмотки возбуждения грубого и точного каналов соединены последовательно, т.е. коэффициент а 1.

Задано, что допустимая погрешность от влияния гармоники Z - Р 21-10 11 обмотки возбуждения грубого канала S - 2 угл.с. Числа витков обмотки возбуждения грубого канала, охватывающих зубцы магнитопровода, вычисляются по выражению

WT Wr,cosO(, .

(2)

где i - номер зубца;

0( - угловое положение оси i-го

зубца.

Начало, отсчета углов задается так, чтобы ось одного из пазов, называемо- го первым,находилась от начала отсчета под углом 45 ° . Тогда углы o(i определяются выражением

f . 2ТГ ..1

О1л

,.|.. Ц ..).

(3)

Расчет витков Wf с учетом выражений (2 ) и (3) сведен в табл. 1 (столбцы 1-5).

- (f:w sinllo(0 + ( W cosllo( 0,658152.

1 f-

Поскольку эта величина превышает допустимую величину 0,1188 более чем в 50 раз, то требуемая точность не обеспечена.

Необходимо провести корректировку (переокругление) значений V.. Эта задача решается, например, изменением чисел витков, охватывающих следующие зубцы: на втором зубце вместо W 2

/ .

М Тогда Wisinllo i 0;

-.(flW sinlW,) + (lllWiCOsnc,-) 1 тТГ1-

т.е. после корректировки выполнено неравенство (1), так как 0,007892 Г i: 0,01188.

На фиг.З в пазах 12-31 расположе- :ны секции обмотки возбуждения грубого канала. Первым является зубец, наПри заданных параметрах правая часть неравенства (1) будет равна

() W,Z,sin

S 1ТТ

2аР

sin

J.L4-n

Zu

(21-10)x100x20 sin -|

2н:;о пгз1ног--

0,01188.

Это число является допустимой величиной, меньше которой должна быть ле- 15 вая часть неравенства (I).

Вычисляю для рассчитанного распределения обмотки возбуждения (табл. I, графа 5) значение левой части неравенства (1). Вычисление входящих в это выражение слагаемых сведено в табл. 2.

При сложении коэффициентов в столбцах 6 и 7 табл. 2 получают

0

| WHsin IH, 0; , i( 40 11о(т -0,658152,

-i

тогда левая часть неравенства (1)

1; уа четвертом зубце принимают W 4 -1; а

принимают Гч вместо W -2 девятом зубце вместо -5 принимают Wg -4; на

вместо W(i2 -2 четырнадцатом приникают це вместо V,

двенадцатом зубце принимают W -1; на зубце вместо W 2 1; на семнадцатом зуб- 5 принимают 4.

го

W cos11« 0,007892;

0,007892,,

ходящийся между 12-м и 13-м пазами, вторым зубцом является зубец между 13-м и 14-м пазами и т.д. У лобных частей каждой секции указано число витков в секции. Суммарное же число витков, охватывающих этими секциями

каждый зубец, соответствует графе 6 табл. I.

Двухканальный вращающийся транс- ,форматор работает следующим образом.

При подаче напряжения возбуждения переменного тока на обмотку 6 (обмотку возбуждения грубого канала) на выходных обмотках 8 и 9 грубого канала в зависимости от углового положе- ния 0( ротора наводятся напряжения, соответственно пропорциональные sin: и cos о( .

При подаче напряжения на обмотку 7 возбуткдения точного канала на вы- ходных обмотках.10 и 11 точного канала в зависимости от углового положения о( ротора наводятся напряжения, соответственно пропорциональные sinPo и cosPc/.

При одновременном возбуждении грубого и точного каналов на выходных обмотках будут наводиться те же напряжения, что и при возбуждении от- дельных цепей возбуждения грубого и точного каналов. Данный ВТ обладает

ЛМ t WiCOs(Zj-P) W,.sin(Zj-P)o(, AsinP, ll L n --1.

1

номера зубцов магнитопровода, несущего обмотки возбуждения;

числа зубцов магнитопрово- s дов, несущих соответственно обмотки возбуждения и выходные;

число витков секций обмотки возбуждения грубого канала, охватывающих i-й зубец магнитопровода; число пар прлюсов точного канала;

угол по расточке магнитопровода между заданным произповышенной точностью, так как в нем значительно (более, чем на десятичны порядок) уменьщено искажение его точности от действия поля возбуждения грубого канала.

Формула изобретения

Двухканальный вращающийся трансформатор, содержащий магнитопроводы статора и ротора, в пазах одного из которых уложены секции синусоидально распределенной обмотки возбуждения грубого канала и обмотка возбуждения точного канала, а в пазах другого - синусоидально распределенные выходные обмотки грубого и точного каналов, отличающийся тем, что, с целью повьщгения точности за счет уменьшения влияния обмотки воз- буждения грубого канала на выходные обмотки точного канала, обмотка возбуждения грубого канала выполнена с распределением чисел витков секций, охватывающих зубцы магнитопровода, определяемым из неравенства

s

0

W

5

тр

а вольно началом отсчета углов и осью i-ro зубца;

(Z,-P), -| г И гГГпрГ

допустимая угловая погрешность, вносимая влиянием гармоники цепи возбуждения грубого канала; максимальное число витков, охватывающих зубец магнитопровода обмотки возбуждения точного канала; отношение величин токов воз- дуждения грубого и точного каналов.

Таблица 1

3

Фиг.1

f5 IS 17 18 19 to 2f 2 23 t 25 2& 27 25 29 JO 3i 12 M /

i/;po

ot

аг.З