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

(21) 4395742/24-07 :(22) 22.03.88 (46) 15.12.89. Бмл. 46 (72 В.П. Леонов и А.И. Милюков

(53)621.313.334:654.94(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 299919, кл. Н 02 М 5/32, 1969.

Авторское свидетельство СССР № 418929, кл Н 02 К 24/00, 1972.

(54)МНОГОПОЛГОСНЫЙ ВРАЩАЮЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР

(57)Изобретение относится к электричёским автоматическим систем и вычислительной техники и может быть использовано при создании высокоточных ин-- формационных электрических машин. Целью изобретения является повьшение точности многополюсных вращающихся трансформаторов (ВТ). Многополюсньй ВТ содержит магнитопроводы ротора и статора с синусоидально распределенными обмотками. Числа зубцов магнито- проводов ротора 2,и статора z удовлетворяют соотнощению z, - z р,где р - число пар полюсов. 2 нл.

Изобретение относится к электрическим машинам автоматических систем и вычислительной техники и может быть использовано при создании высокоточных информационных электрических машин. Целью изобретения является повышение точности многополюсных вращающихся трансформаторов (ВТ). Многополюсный ВТ содержит магнитопроводы ротора и статора с синусоидально распределенными обмотками. Числа зубцов магнитопроводов ротора Z₁ и статора Z₂ удовлетворяют соотношению Z₁-Z₂ = ±P, где P - число пар полюсов. 2 ил.

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

Цель изобретения - повышение точности путем полного подавления во взаимной индукции первичных и вторичных обмоток по одной из двух низших пространственных гармоник в намагничивающих силах (НС) обмоток и ротора и статора порядков Z) - р и z + р ипи Z, + Р и , .где z, и z. - числа зубцов магнитопроводов ротора и статора; р - число пар полюсов.

На фиг. 1 показана конструкция многополюсного вращающегося трансформатора (ВТ), на фиг. 2 - его принципиальная электрическая схема.

Многополюсный ВТ состоит из соос- но расположенных неподвижного корпуса статора 1, несущего магнитопровод 2, и поворотного корпуса 3 ротора, несущего магнитопровод 4. На магните- проводах 2 и 4 статора и ротора размещены по две квадратурные (сдвинутые между собой на 90 эл.град.) обмотки с числом пар полюсов р. На фиг. 2 обозначены обмотки 5 и 6 ротора и обмотки 7 и 8 статора.

Все обмотки выполнены синусоидаль - но распределенными. Числа зубцов маг- нитопроврда 2 (z) статора и магнито- провода 4 (z,) ротора могут быть любыми по значению, но должны удовлетворять соотношению

W

z - z ip

(1)

СП

С

CD СО 9) N9

Как: известйо из теории ВТ, в НС Ссинусоидально распределенных обмоток низшими пространственными гармониками являются гармоники z ±. р, где z - число зубцов магнитопровода, несущего обмотки, т.е. в предлагаемом устрой ; стве в НС обмоток ротора низшими гармониками являются Zf - р р, а в НС обмоток статора низпшми гармониками являются Z - р W Zf + р.

Выполнение соотношения (1) обеспечивает независимо от точности синусоидального распределения обмоток полН(

)е подавление одной роторной и одной с с аторной из двух низших имеющихся фмоник, т.е. при Z. - Z,

р подавг

л)|ются гармоники z, -риг + р, а цш Z, - Zj -р подавляются гармони- к Z, + р и z, - р,10

Для подавления в НС гармоники К слё- дУет выполнить равенство нулю а

коэффициентов в кривой распределения НС вдоль воздушного зазора, что дости хй Ь гается

енством

i F( об )cosKoLd(Л

F(o6)sinKoido6

ir

..,4

Z.

I w;cosKctdut

/тг.

ri

I I w;sinKotdo(;

.

В вьфажениях (4) множитель si

КГ

к

дпя ротора принимает вид зш- , а

дпя статора - вид sinК

При z z,2 р в обмотке ротора независимо от закона распределения обмоток на зубцах полностью подавля- 35 ется гармоника z + р, так как

8 in

(za. + р)

sin i О,

4 в обмотках статора полностью подав- т яется гармоника z - р, так как

(

Zi

А л

S in и о

; При Z - Zg -р В обмотках рото- |)а независимо от закона распределения фбмоток полностью подавляется гармо- Z 2 - р р так как

. sin s- о,

Z,

- в обмотках статора полностью подав- .|1яется гармоника z + р, так как

: . (z, + р) :г.

gin sin1r О

Поскольку синусы углов, кратных j .(тоже равны нулю, полностью подавляютТак как витки каждой обмотки соединены последовательно и по ним протекает один и тот же ток (I), распределение НС пропорционально закону распределения витков на зубцах магни- топровода. Функция FCfti,) может быть представлена в виде ступенчатой кривой. Значения этой функции против зубца i магнитопровода

F;(o6) Iw;

(3)

где w,j - число витков, охватывающих i-й зубец магнитопровода.

Подставив (3) в левые .части равенства (2) и выполнив некоторые преобра- зования, получают

2l8lnK-g- 4-, ;

-

(4)

2lsinK|: Д- . . 2 sinKoi;

0

5

0

5

0

5

ся и гармоники, кратные подавленным гармоникам.

Шогополюсный; ВТ работает следующим образом.

При подаче на одну из квадратурных обмоток ротора напряжения питания на выходных обмотках статора в зави- сшюсти от углового положения oi ротора наводятся напряжения, пропорциональные sinp об и созроб. При подаче напряжения питания на другую (квадра- ,турнуто) обмотку ротора при том же начале отсчета углов oi напряжения на обмотках статора пропорциональны ginp (06+ 90°) и cosp (оС+ 90°).

Многополюсный ВТ может работать и при питании со стороны статорных обмоток, тогда выходными обмотками являются роторные обмотки. В предлагаемом ВТ исключены в выходных напряжениях по одной из двух низших простра|1ственных гармоник и им кратных из имеющихся в спектре НС синусоидально распределенных гармоник а При этом уничтожение этих гармоник не зависит от точности выполнения синусоидально распределенных обмоток, что позволяет оптимизировать распределение обмоток для лучшего подавления других обмоточных гармоник.

Формула изобретения

Многополюсный вращающийся трансформатор, содержащий магнитопроводы ротора и статора с синусоидально распределенными обмотками, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повьше- ния точности путем полного подавления во взаимной индукции первичных и вторичных обмоток по одной из двух низУУГХ /Х У

VWX X

Фиг.1

ших пространственных гармоник, в намагничивающих силах обмоток ротора

и статора порядков

Zf р и Z.

или 7,4+риг -р, где z ,

z числа зубцов магнитопроводов статора и ротора; р - число пар полюсов, числа зубцов магнитопроводов ротора и статора удовлетворяют соотношению

10 Z, - г:2. +р.

C(

Лх

Фиг. г