Многополюсный вращающийся трансформатор Советский патент 1992 года по МПК H02K24/00 

Изобретение может быть использовано в области автоматики и счетно-решающей техники в качестве первичного преобразователя угла преобразователей угол-код.

Известны многополюсные поворотные трансформаторы. Они содержат ротор и статор, в пазах которых расположены обмотка возбуждения и выходные многополюсные обмотки.

На одном из магнитопроводов расположена выходная двухфазная многополюсная обмотка два зубца-полюс.

Недостатком известных устройств является пониженная точность преобразования, обусловленная наличием емкостной связи между синусной и конусной фазами двухфазной обмотки.

Известен датчик угловых перемещений (многополюсный вращающийся трансформатор). Вращающийся трансформатор содержит концентрически расположенные ротор и статор с прямоугольными зубцами и распределенными обмотками. Для увеличения точности воспроизведения синусоидальной зависимости контур каждого зубца, образующий воздушный зазор, одного из магнитопроводов выполнен с изменяющимся профилем. Данное техническое решение наиболее близко к предлагаемому и может быть взято за прототип.

Недостатком известного устройства является влияние на точность воспроизведения синусоидальной зависимости емкостной связи, неизбежно возникающей

VI

vj СЛ 00

о о

между синусной и косинусной фазами двухфазной обмотки при расположении их в одних и тех же пазах.

Целью изобретения является повышение точности преобразования путем умень- шения емкостных связей между фазами двухфазной обмотки.

Указанная цель достигается тем, что в одной из фаз выходной обмотки Z/4 - секция соединена с Z/2 секцией, где Z - число пазов магнитопровода, несущего выходные обмотки, нагрузка соединена с началом первой и концом (Z/4 + 1) секций, направление намотки нечетных секций, начиная с (Z/4 + 1), противоположно направлению намотки предыдущих нечетных секций, а на- правление намотки четных секций, начиная с (Z/4 + 2), противоположно направлению намотки предыдущих четных секций.

На фиг.1 приведен пример выполнения многополюсного ВТ, общий вид; на фиг.2 - схема соединения катушек синусной фазы, на фиг.З - схема соединения катушек косинусной фазы; на фиг.4,5 - схема замещения синусной и косинусной фаз.

Многополюсный ВТ содержит статор 1 с двухфазной выходной обмоткой два зубца - полюс 2 и ротор 3 с обмоткой возбуждения 4. Магнитопровод статора, например, имеет 40 пазов, в которых расположена 20-полюс- ная обмотка. Соединение катушек синусной фазы (фиг.2) выполнено известным спосо- бом. В косинусной фазе (фиг.З) 10 секция соединена с 20, нагрузка соединена с началом первой и концом 11 секции, направление намотки нечетных секций, начиная с 11, противоположно направлению намотки предыдущих нечетных секций (1, 3 ...), а направление намотки четных секций, начиная с 12, противоположно направлению намотки предыдущих четных секций (2, 4 ...). Конкретное число проводников на достижение желаемой точности не влияет, и поэтому не приводится.

Сущность повышения точности преобразования многополюсного ВТ заключается в следующем. Синусная и косинусная фазы выходной обмотки расположены на общем магнитопроводе и между ними всегда имеется емкостная связь. На фиг.4 изображена эквивалентная схема заменения обмотки традиционного исполнения. Обмотки отно- дятся к цепям с распределенными параметрами. Число звеньев цепи принято равным числу секций. Наличие емкостной связи

между обмотками приводит к появлению напряжения ошибки;

по обмотке 1-2 Д Ц -2 ч . . wr-v-

- J L J лС

по обмотке З- Д LJb-4 vj.

L + j XL - J AC

При соединении секций косинусной фазы предлагаемым способом схема замещения обмоток принимает вид, показанный на фиг.5. Вследствие емкостной связи между обмотками в каждой секции, например обмотки 3-4 напряжение ошибки равно:

ДЦз-4

U1-2

20 Z+JXL-JXC

Однако встречное включение секций, начиная с 11, приводит к тому, что напряжение ошибки секций с 11 по 20 компенсирует напряжение ошибки секций с 1 по 10. Результирующее напряжение ошибки должно быть равно нулю. В реальном случае параметры секций незначительно отличаются друг от друга, однако результирующее влияние емкостной связи становится величиной второго порядка малости. Уменьшение влияния емкостной связи между фазами обмотки приводит к повышению точности преобразования многополюсного ВТ.

Введение новых признаков в конструкцию многопояюсного ВТ позволило уменьшить погрешность от емкостной связи между синусной и косинусной фазами с 6 до 3.

Формула изобретения

Многополюсный вращающийся трансформатор, содержащий магнитопровод с Z зубцами, на котором расположена двухфазная выходная обмотка типа два зубца - полюс с секциями, начало первой секции предназначено для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в одной из фаз выходной обмотки Z/4 секция соединена с Z/2 секцией, конец Z/4 + 1 секции предназначен для подключения к второму концу нагрузки, при этом направление намотки нечетных секций, начиная с (Z/4 + 1)-й секции, противоположно направлению намотки предыдущих нечетных секций, а направление намотки четных секций, начиная с (Z/4 -t- 2)-й секции, противоположно направлению намотки предыдущих четных секций.

Использование: в автоматике и счетно- решающей технике в качестве первичного преобразователя угла преобразователей угол-код. Сущность: многополюсный вращающийся трансформатор содержит статор с двухфазной выходкой обмоткой два зубца- полюс с секциями и ротор с обмоткой возбуждения. Начало секции 1 и конец Z/4 + 1 секции предназначены для подключения к нагрузке (Z - число зубцов магнитопровода статора). В одной из фаз выходной обмотки Z/4 секция соединена с Z/2 секцией. Направление намотки нечетных секций, начиная с Z/4 + 1 секции, противоположно направлению намотки предыдущих нечетных секций, а направление намотки четных секций, начиная с Z/4 + 2 секции, противоположно направлению намотки предыдущих четных секций. 5 ил. сл с

1 3 f 7 Э 11 13 is t7 1$ M 23 IS it 29 31 33 35 ЭГ 39

2 4 f g tO 12 W f6 fg Iff 22 26 28 30 32 36 3 tO

I1 I1

I I1 I1 F I I rLbWbW

I-I LJ L

it||H I|J

Фиг.1

Фиг. 3