Двухканальный 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 двухканальные вращающиеся трансформаторы, содержащие многополюсные обмотки канала точного отсчета и обмотки канала грубого отсчета, размещенные на общих для обоих отсчетов магнито- проводах статора и ротора в одних и тех же пазах. Двухфазная многополюсная обмотка точного канала выполнена синусоидально распределенной, катушки обмотки расположены по повторяющимся частям. Соединение повторяющихся частей одной из фаз обмотки точного канала обеспечивает уменьшение емкостной связи между фазами точного канала.

Недостатком этих трансформаторов является пониженная точность преобразования, обусловленная наличием емкостных связей между обмотками каналов.

Известен двухканальный сельсин (вращающийся трансформатор), содержащий ротор и статор, на которых расположены двухполюсные и многополюсные обмотки. Обмотки расположены так, чтобы обеспечить однопериодное и многопериодное выходные напряжения при повороте ротора и иметь минимальную связь между каналами.

Данное техническое решение наиболее близко к предлагаемому и может быть взято за прототип. Недостатком его является влияние друг на друга грубого и точного каналов через емкостные связи, возникающие неизбежно при размещении обмоток V4 00 00

ю

ных каналов в одних и тех же пазах. Так как наиболее опасныя является влияние грубого канала на точный, в известном устройстве для уменьшения этого влияния грубый канал запитан пониженным напряжением по сравнению с точным. Это приводит к необходимости иметь два источника питания для вращающегося трансформатора, что усложняет контрукцию.

Целью изобретения является повышение точности преобразования путем уменьшения влияния грубого канала на точный.

Указанная цель достигается тем, что при выполнении синусоидально распределенной двухфазной обмотки точного канала, выполненной в виде повторяющихся групп катушек, соединенных между собой, в одной из фаз обмотки точного канала последняя катушка каждой нечетной повторяющейся части соединена с последней катушкой последующей четной повторяющейся части, а первая катушка каждой четной повторяющейся части соединена с первой катушкой последующей нечетной повторяющейся части, при этом направление намотки катушек в четных повторяющихся частях противоположно направлению намотки одноименных катушек в нечетных повторяющихся частях, s другой фазе обмотки точного канала последняя катушка повторяющейся части с номером (4п+2) соединена с последней катушкой повторяющейся части с номером (), первая катушка повторяющейся части с номером (4п+3) соединена с первой катушкой последующей повторяющейся части с номером (4п+1), при этом направление намотки катушек повторяющихся частей с номерами (4п+3) и (4п+4) выполнено противоположным направлению намотки соответствующих катушек повторяющихся частей с номерами (4п+1) и (4п+2), где , 1,2,...

На фиг.1 показан вращающийся трансформатор (ВТ), общий вид; на фиг. 2 - схема распределения обмоток на статоре; на фиг. 3 - схема соединения катушек синусной фазы обмотки точного канала; на фиг. 4 - схема соединения катушек косинусной фазы обмотки точного канала.

Двухканальный ВТ содержит статор 1 с двумя двухфазными выходными обмотками - многополюсными синусоидально распределенными обмотками 4,5 точного канала, двухполюсными концентрическими обмотками 6,7 грубого канала и ротора 2 с обмотками возбуждения 3. Магнитопровод статора, например, имеет 20 пазов, в которых расположена 16-полюсная обмотка точного канала, имеющая четыре

5

повторяющиеся части I-IV (обмотки 4.5 на фиг.2) и двухполюсная обмотка грубого канала (обмотки 6,7 на фиг. 2). Число проводников в пазу синусной фазы обмотки точного канала пропорционально

О тг Р

(1-1}+45°, а косинусной фазы 2 л Р cos -j-(1-1}+45°. Число проводников в па0 зу синусной и косинусной фаз обмотки грубого канала пропорционально (l-1).

Конкретное число проводников на достижение желаемого повышения точности не влияет, и поэтому не приводится.

Соединения катушек обеих фаз обмотки грубого канала выполнено известными методами. В синусной фазе обмотки точного канала (фиг.З) направление намотки кату- 0 шек четных повторяющихся частей (II, IV) противоположно направлению намотки соответствующих катушек нечетных повторяющихся частей (I, III). Последняя катушка I повторяющейся части соединена с последней катушкой И повторяющейся части, первая катушка II повторяющейся части соединена с первой катушкой III повторяющейся части, а последняя катушка III повторяющейся части соединена с последней катушкой IV повторяющейся части. В косинусной фазе обмотки точного канала (фиг.4) соединение катушек I и II повторяющихся частей выполнено известными методами, последняя катушка II повторяющейся части соединена с последней катушкой IV повторяющейся части, направление намотки катушек 111 и IV повторяющихся частей противоположно направлению соответствующих катушек I и II повторяющихся частей.

Сущность повышения точности преобразования ВТ заключается в следующем. Синусная и косинусная фазы выходных обмоток расположены в одних и тех же пазах и между ними всегда имеется емкостная связь.

Наличие емкостной связи приводит к появлению в выходном напряжении трансформатора напряжения ошибки. Например, 0 для обмотки 4 (фиг.2) величина напряжения ошибки определяется как

Us,Ue

5

0

5

0

5

ДЦ

Z5 +) XLS - j Xcs + Z6 +j Xi6 -Хсб

+

55 +U7

2.7 + j XL7 -ХС7

где Us, Ue, выходные напряжения обмоток 5, 6, 7 соответственно;

7з,2б, Z - полные сопротивления обмоток 5, 6, 7 соответственно;

JXis, , индуктивные сопротивления между обмотками 5,6,7 соответственно и обмоткой 4;

ХС5, ХС6, ХС7 - емкостные сопротивления между обмотками 5,6,7 соответственно и обмоткой А.

Тогда для одной повторяющейся части

AUJ

UE

4 Z5+jXL5-jXc5

U

+

U7

4 j XL6 -J Xce 4 j XL7 -J Xc

Однако включение повторяющихся частей обмотки 4 так, как указано выше и пока- зано на фиг.2,3, приводит к тому, что напряжение ошибки повторяющихся частей, соединенных встречно (четные и нечетные в обмотке 4), компенсируют друг

друга.

Для обмотки 5 (фиг.2) величина напряжения ошибки определяется аналогично, но соединение повторяющихся частей отлично от обмотки 4. При указанном соединении (фиг.2,4) емкостные наводки в первой и вто- рой повторяющихся частях от второго канала имеют знак, противоположный знаку емкостным наводкам в третьей и четвертой повторяющихся частях. Тогда при последовательном соединении повторяющихся час- тей происходит компенсация наводки ог второго канала. В то же время емкостная наводка от обмотки 4 в первой и третьей повторяющихся частях противоположна по знаку емкостной наводке во второй и чет- вертой повторяющихся частях, поэтому суммарная емкостная наводка от обмотки 4 также близка к нулю.

Результирущее напряжение ошибки должно быть равно нулю. В реальном случае параметры повторяющихся частей незначи- тельно отличаются друг от друга, однако результирующее влияние емкостной связи становится величиной второго порядка малости. Уменьшение влияния емкостной связи между фазами обмоток точного канала и между обмотками грубого и точного каналов

0

5

0

5

0 5 0

5 0

приводит к повышению точности преобразования двухкзнального ВТ.

Введение новых признаков в конструкцию двухканального ВТ позволило уменьшить погрешность от емкостных связей с 2 до 0,7 .

Для примера был взят двухканальный ВТ с обмоткой возбуждения на роторе, Аналогично достигается уменьшение емкостных связей между каналами бесконтактного ВТ-индукционного редуктосина.

Формула изобретения Двухканальный вращающийся трансформатор, содержащий магнитопроводы статора и ротора, на одном из которых расположены двухфазная выходная обмогка грубого канала и двухфазная синусоидально-распределенная выходная обмотка точного канала, выполненные в виде повторяющихся групп катушек, соединенных между собой, в одной из фаз обмотки точного канала последняя катушка каждой нечетной повторяющейся части соединена с последней катушкой последующей четной повторяющейся части, а первая катушка каждой четной повторяющейся части соединена с первой катушкой последующей нечетной повторяющейся части, при этом направление намотки катушек о четных повторяющихся частях противоположно направлению намотки одноименных катушек в нечетных повторяющихся частях, отличающий с ч том. что, с целью снижения погрешности путем уменьшения влияния грубого канала на точный, Б ДРУГОЙ фазе обмотки точного канала последняя катушка повторяющейся части с номером (4п+2) соединена с последней катушкой повторяющейся части с номером (4гн-4), первая кзтушка повторяющейся части с номером (4п+3) соединена с первой катушкой последующей повторяющейся части с номером (4п+1), при этом направлвение намотки катушек повторяющихся частей с номерами (4п+3) и (4п+4) выполнено противоположным направлению намотки соответствующих катушек повторяющихся частей с номерами (4п+1) и (4п+2), где п-0.1.2....

г

6,7 V

3

Использование: преобразование углового положения в электрический сигнал. Сущность изобретения: двухканальный вращающийся трансформатор содержит магнитопроводы статора и ротора, двухфазные обмотки грубого и точного каналов. Обмотки выполнены в виде повторяющихся групп катушек, состоящих из четных и нечетных повторяющихся частей. Последнюю катушку повторяющейся части с номером (4п+2) соединяют с последней катушкой повторяющейся части с номером (4п+4), а первую катушку повторяющейся части с номером

|ин||и

фц. /

ж

Фиг. г

Г

лг atrrpn

i11- j I

Ж

дггг-LrLp

ПЈ3 У у

fffffffffffffff «I M | I I I I

III «I I I i И 1

I

SO iff /7 f3 fS 6 $ 2

Yfffffffffffffffffff

i M M И M M i i I

I I I I Ml I i «« i I 2 34 S 6 7 8 9 10 К t2 3H 9 2O

IIf II II II II II J | I I I I I I

u:/uyyki«illi liJlJJ

OoYnflWnjqWju

ffffffffff «I M | I I I I

II «I I I i И 1

I

SO iff /7 f3 fS 6 $ 20

| If I I I I | II I f I I I I I I Ml

УиЙрЩ

Фиг. З

ФигЛ