Двухотсчетный вращающийся трансформатор Советский патент 1990 года по МПК H02K24/00 

Изобретение относится к электротехнике и может-бьп-ь использовано в при создании высокоточных информационных электрических микромашин.

Целью изобретения является повышение точности канала грубого отсчета двухотсчетного вращающегося трансформатора (ДВТ) .

На фиг.1 показан принцип построения /(ВТ; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема включения обмоток ДВТ.

ДВТ состоит из соосно расположенных неподвижного корпуса статора 1, несущего магнитопровод 2, и поворотного корпуса ротора 3, несущего магнитопровод 4. На магнитопроводах 2 и 4 статора и ротора размещаются об- . мотки 5.

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

Конструкция обмоток возбуждения может быть любой. Могут быть по две квадратурные обмотки грубого и точного отсчетов, может быть по одной обмотке грубого и точного отсчетов и может быть одна общая обмотка возбуж-г дения и грубого и точного отсчетов

сл

4)

J

ON СЛ XI

(это случай последовательного включения обмоток грубого и точного отсчетов) . Тип выполнения обмоток возбуждения (кольцевых или барабанных) и вид обмоток (синусоидально-распределенных или сосредоточенных или их сочетание) тоже могут быть любыми. В описываемом примере цепь возбуждени:я для обоих отсчетов вьтолнена в виде общей обмотки 6 (фиг.2)5 размещенной на магнитопроводе ротора.

Выходные обмотки, размещенные на статоре, образуются путем разделеш: я выходных обмоток точного отсчета, вы полненньгх по типу два зубца - полюс (сосредоточенные обмотки), на две чати без какого-либо дополнения и изменения витков.

Разделение выходных обмоток на части произведено так, что их согласное включение образует выходные обмотки точного отсчета, т„е. обмотки типа два зубца - полюс, а их встреч- нов включение образует двухполюсные

2+1

W (-1)(HlsinO.|)u

g

5

5

0

синусоидально распределенные обмотки грубого отсчета. Части выходных обмоток состоят из последовательного включения секций, охватывающих по два зубца.

Поскольку всё выходные обмотки и их части образованы из секций, охватывающих по два зубца, а секции, образующие синусные и косинусные выходные обмотки, смещены одна относительно другой на одно зубцовое деление магнитопровода, при нумерации пазов магнитопровода порядковыми номерами оси секций синусных и косинусных обмоток совпадают с осями пазов, имеющих для одних обмоток и их частей четные номера, для других - нечетные.

Для получения синусоидального распределения обмоток грубого отсчета казвдая часть обмотки состоит из последовательно включенных секций, охватывающих по два зубца магнитопрово- да, числа витков в которых определены выражениями: для синусной выходной обмотки

(1)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании высокоточных информационных электрических машин. Целью изобретения является повышение точности использования двухотсчетных вращающихся трансформаторов путем повышения точности канала грубого отсчета и повышения редукции точного отсчета. Двухотсчетный вращающийся трансформатор содержит выходные обмотки точного отсчета, выполненные по типу два зубца-полюс, и выходные обмотки грубого отсчета, выполненные из секций обмоток точного отсчета. Каждая выходная обмотки (синусная и косинусная) состоит из двух частей, согласное соединение которых образует выходную обмотку точного отсчета, а встречное соединение - синусоидально распределенную выходную обмотку грубого отсчета. Каждая часть обмотки состоит из последовательно включенных секций, охватывающих по два зубца магнитопровода. Приведены выражения для определения чисел витков в частях синусной и косинусной обмоток. 2 ил. 2 табл.

w

c

(-i) -f(1-isindi()Aei+ (U|sin 5 -,l)u ,l;

(-1)

для косинусной вькодной обмотки (|.|)д, (1-lsino/i)

W

1Л

де

(-1),fГ()йV,+ / tI .

совпадающего с

1 - номер паза,

осью секгщи, охватывающей два зубца магнитопровода, причем в выражениях для частей синусной выходной обмотки i принимает значения 2, 4,6,...,z, a для частей косинусной выходной обмотки - значения 1,3 ,5, .. .,z-1 (z - число пазов магнитопровода); ic W;, числа витков в секциях первых частей соответственно синусной и косинусной обмоток;

числа витков в секциях вторых частей соответственно синусной и косинусной обмоток;число витков выходной обмот-

40

45

Ч

50

- и

;..

:,,w.;

Wn.55

точ дов пер си

ки точного отсчета, охваты- ваклцих два зубца магнитопровода;

(2)

(3)

sin

,1)йкЛ.

(4)

Ы - угловое положение i-ro паза, определенное выражением

- - Ji- 4 4 Z

2 / о (i-1);

Z

число зубцов магнитопровода;

Таким образом, синусная обмотка точного отсчета образуется из последовательного согласного включения первой 7 (фиг,2) и второй 8 частей синусной обмотки, а косинусная обмот

515946576

ка точного отсчета образуется из по-10 к первой части 9 косинусной обмотследовательного согласного включениякн. Выходные напряжения грубого отпервой 9 и второй 10 частей косинус-счета синусной и косинусной обмоток

ной обмотки. Выходные напряжения точ-подключаются соответственно к первому

ного отсчета синусной и косинусной и второму выходам переключателем 11

обмоток подключаются соответственно .при положении ГО, к первому и второму выходам переклю-Покажем математически, что суммы

чателем 11 при его положении ТО.витков в секциях частей синусной и

Qкосинусной выходных обмоток дают заСинусная вькодная обмотка грубогоконы намотки обмоток точного отсчета,

отсчета образуется встречным подклю-а их разности - законы намоток двухчением второй части 8 к первой частиполюсных синусоидальных распределен- 7 косинусной обмотки, а косинусная, ных обмоток.

обмотка грубого отсчета образуется Д- синусной обмотки получают (для

встречным подключением второй частичетных i): / - й-

с (-1) -2-L(1 + lsin6(il)u ci+ (1-|.)Acf + (1-hin о(;|) f

- (Hlsinu(;l)uc, (-1)W(4i;+uei) (-1) - (-1)sign,{sino(i) + + 2 - (-l)(sinu(i) (.

W; - W; (). + (i-lsino ;l)/i ;i - (l-lsinu(il)u;.- -111jB-«i

-(l lsino/;l)bLl (-1) -2 flsint/;l ul;-b i -bu ; -6 ;; (-i) /1 -H1+1

2(-0 signCsino p + -C-l ). -sign() (-1)W lsinfl(;l sign(sin(/-)x

-. i/, , .111

(-1) + (-1) (-1) (-1) i Wm|sin«(;|sign() Wmsino ;.

Аналогично для косинусной обмотки(для нечетньк i):

WiK - W V (-DV- iicn-lcosoiiDu .; + (1-|соз л|)й;; + (1-|со8о{;|)Л;, --Ь

f (Н|со50(;|)д1;1 (-1)|(ц.|созо(;|)д к; ч- (l-lcos(/il) - (1-|coso i1) v

(1+IcosC/ih Ki Wn,cosO/(.

Поясним образование частей выход-дО Из табл. 2 видно, что обмотки точных обмоток на примере ДВТ, имеющемного отсчета получены в виде два зуб- точный отсчет с пятью парами полюсов,ца - полюс, а обмотки грубого отсчета выходные обмотки точного отсчета ко-распределены пропорционально синусу торого размещены на магнитопровоДе,и косинусу угла по расточке манито- имеющем 20 пазов, выполнены по типу45 провода о.

два зубца - полюс и имеют числ.о вит-Трансформатор работает следующим

ков, охватывающих два зубца, равноеобразом,

ста.При подаче напряжения на обмотку 6

Вычисление предварительных вели-при положении переключателя 11 ТО

чин, входящих в вьфажения (1) - (4),50 первом и втором выходах в зависидля всех значений i приведено вмости от углового положения 0 ротора

табл. 1. наводятся напряжения, соответственно

Вычисленные по величинам табл. 1пропорциональные sinpOt и созр(У (где

значения чисел витков в частях синус- Р число пар полюсов точного отсченой и косинусной обмоток, а также их55 Р положении переключателя 11

, сумм и разностей, что дает распреде-Г О на первом и втором выходах и в

ления витков соответственно обмоток зависимости от углового положения Oi

точного и грубого отсчетов, приведеныротота наводятся напря йения, соответв табл. 2.ственно пропорциональные sint/ и cosul.

71594657

- ДВТ обладает значительно более высокой точностью грубого отсчета независимо от конструкции цепи возбуждения, имеет малую погрешность от влия- ния цепи возбуждения точного отсчета на грубый отсчет, что достигнуто получением синусоидального распределения выходных обмоток грубого отсчета, и может обеспечивать работоспособ- Q ность ДВТ при высокой редукции точного отсчета.

Выходные обмотки грубого отсчета не занимают места в пазах магнитопро- вода, так как получены особым пере- кйючением секций обмоток точного отсчета, что дает повьшение эгергетичес- ких параметров ДВТ, Формула изобретения

Двухотсчетный вращающийся трансформатор, содержащий статор и ротор, в

( 4-5

пазах магнитопроводов кот щены обмотки грубого и то тов, выходные квадратурны синусная и косинусная, точ та выполнены по типу два люс, а выходные-квадратур грубого отсчета выполнены выходных обмоток точного отличающийся целью повышения точности бого отсчета, каждая в ратурная обмотка состои частей, выполненных из тельно включенных секци вакящх по два зубца магни числа витков в которых оп ражениями : для синусной обмотки

0

w (-1)

(С

(1 + lsLne(;|)flci +0 - Isino/ihuciJ;

w

к

(-1)

WITI

2 (1 .. jsino ibuLl -(1 + Isino ihuyj ,

для косинусной обмотки

w

I-J

(-1) f d -ь со8с/;1)Дк; +С1 - Icosa ihuji ;

I -I

w.; (-i) d- lcoso(;i)uV; +(1+ |cosc/;l)u;,-l

де

i - номер паза, совпадающего с 35 осью секции, который в выражениях W; и Wf. принимает значения 2,4,6,, ,.,z, а в выражениях Wj и WJV - значения 1,3,5,.. .,2-1;40 Z - число пазов магнитопроводов; W - число витков в секции выходной обмотки точного отсчета; U/; - угловое положение i-ro паза

45

,; |-bM(i-,,;

Д ;,й

С1

uVi

к

- коэффициенты,

- :(-1) sign(sin« i);

1 2

1

Т

пазах магнитопроводов которых размещены обмотки грубого и точного отсчетов, выходные квадратурные обмотки, синусная и косинусная, точного отсчета выполнены по типу два зубца - полюс, а выходные-квадратурные обмотки грубого отсчета выполнены из секций выходных обмоток точного отсчета, отличающийся тем, что, с целью повышения точности канала грубого отсчета, каждая выходная квадратурная обмотка состоит из двух частей, выполненных из последовательно включенных секций, охваты-, вакящх по два зубца магнитопровода, числа витков в которых определены выражениями : для синусной обмотки

uti- 2 2

г Q

i-H

sign(sinO(i) ;

Лк; J sign (cos (У ;);

1

1

Л кГ { - - signCcosc/;);

трансформатор снабжен переключающим устройством, к которому подгшючены части выходных, обмоток, для включения при одном положении его контактов частей каждой выходной обмотки между собой последовательно согласно и образования выходных обмоток точного отсчета, а при другом положении контактов для включения частей каждой выходной обмотки между собой последовательно встречно и образования выходных обмоток грубого отсчета.

ol I sign I jsinofjl (sinb/;)

36

54

72

90

108

126

144

162

190

198

216

234

252

270

288

306

324

342

0

18

+

+

0,8090

1,0000

0,8090

0,3090

0,3090

0,8090

1,0000

0,809

0,309

0,309

iJ. I

90 0

90

i

-35 35

-90 0

90 35

-35

10

-100

10

-65

65

-10

100

-10

65

-65

100 -100

100 -100

-100

100 -100

1594657

to

Таблиц

a 1

IcostiL l

c, I u ;,

Лк|

a ni

0

1

1

0

1

0

1 1

0

1

1 0

1

0 0

1

0

1

0 0

0

1

0

1 1

0

1

0

1 1

1

0 0

1

0

1

0 0

1 1

Таблица 2

80

100

80

30

-30

-80

ioo

-30

30

90 -35

35

-90

0

-90

35 -35

90 0

10 -65

65 -10 100 -10

65 -65

10 -100

100 -100

100 -100

100 -100

ioo

-100 - 100 100

80

30

-30

-80

100

-80

-30

30

80

100

Пердыи Выкод

Фиг.{

Составитель В.Комаров Редактор И.Шмакова Техред Л.Олийнык Корректор В,Гирняк

Заказ 2836

Тираж 440

ВШШПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035,, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Bmapot/ дыход

iSiue,2

Подписное