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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании высокоточных информационных электрических машин, многополюсных вращающихся трансформаторов (ВТ).

Цель изобретения - повьш1ение точности путем подавления намагничивающей силы синусоидально распределенных обмоток гармоники 7 р.

На фиг.1 показано размещени основных элементов конструкции ВТ; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема; на фиг.З - пример одной из синусоидально распределенных обмоток ВТ.

Многополюсный ВТ состоит из соос- но расположенных неподвижного корпуса статора 1, несущего магнитопровод 2, и поворотного корпуса 3 ротора, несущего магнитопровод 4. На магнитопроводах 2 и 4 статора и ротора размещены обмотки 5.

Один из магнитопроводов, например, в рассматриваемом случае ротор, имеет число зубцов, кратное числу пар полюсов (р) ВТ и несет одну обмотку возбуждения 6, выполненную по типу зубец-полюс. В рассматриваемом примере примем и число зубцов магнитопровода ротора равным 64.

Второй магнитопровод 4 (статора) должен иметь число зубцов,кратное 15-ти и одновременно, кратное 7. С учетом этих двух требований примем в рассматриваемом примере минимально возможное число зубцов магнитопровода статора, равным 105-ти.

На этом магнитопроводе размещаются две квадратурные (сдвинутые между собой по положению осей на

СЛ

to to

N

90 эл.град.) обмотки 7 и 8, являющиеся выходными синусной и косинусной обмотками.

Числа витков в секциях синусоидально распределенных обмоток 7 и 8 Wj, охватьгеающие зубцы магнитопро- вода (J - номер зубца), удовлетвоZряют -т- соотношениям

Wja)-Z Wp. -|- (i-1)«0 (1)

rr, - максимальное число витков, охватывающих один зубец; число витков, охватывающих j-тый зубец; номер зубца;

угловое расположение оси j-Toro зубца на расточке магнитопровода.

Для получения равенства параметров синусной и косинусной обмоток и одинакового закона их намотки значения ai определяются вьфажением:

W;

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании высокоточных информационных электрических машин. Целью изобретения является повышение точности многополюсных вращающихся трансформаторов (ВТ). ВТ содержит статор и ротор, один из которых имеет магнитопровод с числом зубцов, кратным числу пар полюсов, и обмотку типа 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 105, а числа витков в секциях синусоидально распределенных обмоток, охватывающих зубцы магнитопровода, удовлетворяют соотношениям, приведенным в тексте описания. 3 ил.

--- соотношениям

Jо

Z W (О 51 W -|- (i-1)0 (2) i.1 - г- соотношениям

Z Wj(0- Wj+ -5 (i-i)o,

t-1

(3)

де 1 Z

Ь U 1 30

переменная суммирования; число зубцов магнитопровода, несущего синусоидально распределенные обмотки; числа, принимающие в каждом

равенстве (1) по одному зна2чению, из ряда 1,2... -т-;

числа, принимающие в каждом равенстве (2) по одному „ значению из ряда 1,2...

числа, принимающие в каждом равенстве (3) по одному зна45

чению, из ряда 1,2... 1,+ -i-(i-l). It -|-(i-1).

1 + --- (i-1) - числовые значения

номеров зубцов.

П р им ер. Примем максимальное число витков, охватывающих зубец магнитопровода статора, . По теории расчета синусоидально распределенных обмоток, числа витков, охватывающие зубцы магнитопровода, оп- ределяются в соответствии с выражеWj- W cos P,/:J

(M

j

У ж 2(F ,. ..

Г z

(5)

где Z - число зубцов магнитопровода, несущего данную обмотку (для расматриваемого примера - магнитопровода статора).

В известных многополюсных ВТ рассчитанные значения WJ округляются до целых чисел и по полученным данным составляются схемы обмоток.

При округлении расчетных значений W до целых чисел нарушается синусоидальное распределение чисел витков обмоток и появляется дополнительный спектр гармоник, намагничивающей силы (Н С), которого не должно быть при идеальном синусоидальном распределении.

Поскольку в рассматриваемом примере устройства обмотка ротора выполнена по типу зубец-полюс, то в Н С зтой обмотки гармониками, имеющими наибольпше амплитуды, являются Зр, 5р, 7р. Поэтому после округления расчетных значений чисел витков выходных синусоидально распределенных обмоток следует в дополнительном спектре гармоник сделать равными нулю амплитуды гармоник порядка Зр, 5р, 7р, что достигается выполне- .нием равенств (1), (2) и (3).

Расчет чисел витков, охватывающих зубцы магннтопровода одной из ста- торных обмоток, при использовании выражений (4) и (5), представлен таблицей графы 1-5 Знак перед числом витков обозначает направление намотки. Проверим результаты расчета (графа 5) на соответствие соотношениям (1), (2) и (3).

1501220

8 Продолжение таблицы

.Для соотношений (1) значения левых частей равенств

,. .ззапри переменных значениях 1 равны:

+W «0 +W rt 0 +W(fj -0 +WTI -0 +WT5- +W-76 O 4-W ,7 -0 +W -0 fW,p -1 +W,e -1 +W« -0 +W ,4 -0 +Wj3 -0

+w +w

M

I

-0

Ww .0 +W}7 -0

+Wti -0

Ч 1.

1 2 3

i:

1,«4

1,«6

)

25

30

35

1,

l4-21

1,-25

li-26

1,

-28

1,

1,-31

1,-33

Ь-34

Wi9 W,o +W Wj. -HWffe ,

W« «58

Wt

W,5-bWbo Wz6+Wj

WjT +W6a ,

Wjo-bW&y Wj

34 ,g

Wjs- -W 0

+We9 0

+w

90

-0

+Wg -1

+ Wgg 0

+W93 -0

+ Wg 0

V,f -0 W,, - -1

w - -1

, - -1 -HW,5 -0

+Wieo -1 +W,4 .0

+w,H-o w,-o w,ij-o w,-o

дд Для соотношений (2) значения левых частей равенств.

W, (i-1) -zTw/+21(1-1)

iM .. t

при переменных значениях 1 равны:

-О -О

-1

0 0

-о -о

-1

0

«о

-1

Для соотношений (3) значения левых частей равенств,U

|:«,. i-Vi-1) Следовательно, при округлении расчетных значений чисел витков до ближайших целых чисел соотношения (1), (2) и (3) выполнены не полностью. Поэтому необходимо ввести корректировку (переокругление), зна 9Т

После указанной корректировки вьшолняются равенства (1), (2), (3)

{

Z1 Wp -t-15(i-1)

IM

при переменных значениях 1 равны:

40

чений VI, Откорректированные значе- ,3

ния чисел витков, дающие обеспечивающие выполнение соотношений (1), (2) и (3) приведены ниже и в графе 6 таблицы.

«97

и ВТ не будет иметь взаимодействия между первичной и вторичными обмотнами по гармоникам 3 р, 5 р, и 7 р ввиду полного подавления их на вторичных обмотках.

На фиг.З порядковыми числами эану- мерованы номера пазов 9-113, так, что первый зубец расположен между 9-ым и 10-ым пазами, второй зубец между 10-ым и 11-ым пазами и т.д. Против лобовых частей каждого зубца указа но число витков, охватывающих этот зубец, в соответствии с графой 6 таблицы.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на обмотку возбуждения 6 на выходных обмотках 7 и 8 в зависимости от углового положения « ротора наводятся соответственно напряжения, пропорциональные sin раС и cos рвб.

.В данном ВТ полностью устранено влияние гармоник намагничивающих сил обмоток кратных 7, в т.ч. и гармоник порядка 7 р, которые имеют ере- ди высших гармоник этой машины максимальную амплитуду, а поэтому и наибольшее влияние на их погрешность.

фир.1

Формула изобретения

Многополюсный вращающийся трансформатор по авт.. № 1436211, отличающийся тем, что, с цель повьииения точности, число зубцов магнитопровода, несущего синусоидально распределенные обмотки, кратно 7, а сумма чисел витков в секциях синусоидально распределенных обмоток W-, охватывающих зубцы магнитопровода. Где j - номер зубца, удовлетворяют

Z --- соотношениям

f- (i) - W,V(,-,)0,

- ЛСгде i - переменная суммирования;

Z - число зубцов магнитопровода несущего синусоидально распределенные обмотки; 1 - числа, принимающие в каждом соотношении по одному зна2чению, из ряда 1,2,..., --;

2

l+---(i-1) - значения номеров зубцов j .

COSffdi

LtJ

.rNoa..

10 -50 -to 97 -5f -:-7 -5 -9 57 7-95 20 86 -

П ri nn n Г- гчгп n m n m nr

g 10 II r /3 Г / J ;c 17 H 9 70 21 tl is

- 4JdfciHldb 14|db -(-4HHHb

-33 too -3U -77 86 te -99 Чв 66 - 93 - ft 95-60-55 tf

1ППППППППППППППГ

умуунму-ичуунуу -/; -90 72 2S -27 IS 12-ft

innnnnnnnnnnnnnr

JJ 40 at tj из itU 4r5 Hg Ul 1(8 us 50 SI S 5J

-ууннуньчуунууим

S3 67-95 2 S3-65-4 38-17-87 76 Jb-tOO Ъ7 78

Т.ПЛППППППППППППГ

JHi-yHwyyUyyMj-yi-uW -22 -33-Its-66 32 7 -9S 58 37-96 8 Si-7й

П ГП r-1 ГП ГП ГП rn ri rn Г1ГП rn Г1 ГП Г

69 70 t 72 73 lit 75 76 77 71 79 80 Bf 92 95

4НИИ МИМЫИМЫНИЫЬ

А-2Ъ-8Ч to 30-fOO 37 75-tt-fS 99-5 -6it 9 1 «- .П.ППГиР гпгппг пптг

«« 85 86 17 W W 90 91 9 S3 9t 3B 96 97 98

мууяму-й-уумууй)-5 63 52-98 IS IB-73-33 WO-23-81 M m-Si 3

пгпгпгпгпгпгпгптгпгппгптгпг

39 too toi }02 т tou т lot 107 tot w no in n ffJ

чучнучнууьуунну