МНОГОПОЛЮСНЫЙ СИНУСНО-КОСИНУСНЫЙ ВРАЩАЮЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР Советский патент 1968 года по МПК H01F21/04 H01F38/22 

Известны многополюсные вращающиеся трансформаторы, состоящие из неподвижного статора и поворотного ротора, на которых расположены квадратурные обмотки, сдвинутые между собой на 90 эл. град.

Описываемый вращающийся трансформатор отличается тем, что, с .целью повышения точности синусно-косинусного преобразования, магнитопровод статора или ротора, несущий обмотку возбуждения, выполнен с числом пазов, не кратным числу пар полюсов (к), магнитопровод, несущий выходные (синусную и косинусную) обмотки, выполнен с числом пазов, кратным удвоенному числу полюсов (). Распределение проводников по пазам для обмотки -возбуждения и квадратурной к ней обмотки синусоидальное с периодичностью 360/2 градусов, а распределение проводников по пазам выходных обмоток - равномерное со сменой направления намотки в пазах через каждые 360/2 л; градусов.

Кроме того, для .получения одинаковых параметров квадратурных обмоток при числе пазов магнитопровода, не кратном четырем, одна,из осей обмоток возбуждения, соответствующая максимальному .значению поля в зазоре мащины, смещена относительно одного из пазов магнитопровода, несущего обмотку возбуждения, на угол, равный углу, соответствующему полюсному делению вырубки магнитопровода, умноженному на дробную часть

от - частного от деления числа пазов маг8

нитопровода на число пар полюсов машины.

На фиг. 1 показан пример выполнения вырубки магнитопроводов; на фиг. 2 - схема выполнения вторичных обмоток вращающегося трансформатора (а-синусная, б-косинусная).

Трансформатор содержит статор / с 23 зубцами, ротор 2 с 20 зубцами, .пазы 3. Ось обмотки возбуждения смещена относительно паза магнитопровода на угол щ.

Физическая основа повышения точности предложенного трансформатора перед существующими заключается в следующем. В многополюсных трансформаторах число пазов магнитопровода, где размещаются витки обмотки возбуждения, приходящихся на одну пару полюсов, мало, и получить синусоидальную форму поля возбуждения в зазоре практически невозможно. Поэтому, если число пазов магнитопровода, несущего обмотку возбуждения, кратно числу пар .полюсов, обмотка возбуждения создает хорошо усредненное, но сугубо несинусоидальное поле для всех пар полюсов. Выполнение же чисел пазов не кратным числу пар полюсов и нанесение чидает возможность получить на каждой паре полюсов все поля разной формы, а усреднен-ное поле (если просуммировать поля на отдел ьнь1хп а р ах .полюсов) получается синусоидальным. Эффект усреднения обеспечивается применением шага вторичных обмоток равным 360/2 л; эл. град. (т.е. 180 зл.град.) и равномерным распределением проводников по пазам. Если число пазов магнитопровода не кратно четырем при произвольном задании в расчете начала отсчета угла а, вид квадратурных обмоток и значение чисел проводников в пазах будут различные, что приводит к некоторым отличиям в параметрах обмоток и усложняет технологический процесс нанесения обмоток. В этом случае целесообразно, с целью получения одинаковых параметров квадратурных обмоток, одну из осей обмотки возбуждения, соответствующую максимальному значению лоля в зазоре машины, сместить относительно оси одного из назов магнитопровода на угол, равный Xдробная часть числа -- г () ..l - дробная часть числа - - ,(2) L ° ji где ttn -угол, соответствующий полюсному делению магнитопровода, где размещена обмотка, равный 360°/г. Z - число пазов магнитопровода; k - число пар полюсов мащины. При таком задании начала отсчета углов синусная и косинусная -обмотки будут идеитичны по виду и одинаковы по параметрам. Построение предлагаемого вращающегося трансформатора рассмотрим на примере десятиполюсной мащины (). Для выполнения первого и второго признаков отличия число пазов Zi магнитопровода, несущего обмотку возбуждения, примем равным 23, а число пазов 22 магнитопровода, несущего выходные обмотки 20. Согласно фиг. 1, предполагается размещение обмотки возбуждения «а статоре 1. Вырубка статора имеет пазы и с наружного диаметра, так как в рассматриваемом примере обмотка возбуждения и квадратурная к ней обмотка будет кольцевого типа (наносится через ярмо). Вырубка магнитопровода ротора 2 имеет пазы только по наружному диаметру, так как предусматривается выполнение выходных обмоток барабанного типа. Порядковые числа на вырубках ротора и статора обозначают номера пазов. Выходные обмотки проводников одинаковы во всех пазах, направление намотки показано в табл. 1 («+ - одно направление, «- - противоположное). Таблица № 1 ток проводников льно синусного нием (1) или .г 1 .-i k I 11°2052 /3 23 NT ть - - о 5 /J соответствует 8,7. ен в табл. 2. Таблица 2 нных обмоток

а ka -uuz - электрический угол (аа - геометрический угол положения паза относительно принятого начала отсчета углов - точки О фиг. 1);

число проводников обмотки возбуждения в пазах;

- ЧИСЛО проводников квадратурной (к обмотке возбуждения) обмотки в пазах.

Знак «- при проводниках в пазах, указанных в табл. 1, обозначает обратное направление намотки проводников.

Коэффициент пропорциональности при вычислении чисел проводников, равный 100, взят для простоты, а вообще он может быть любым числом, соответствующим заданному входному сопротивлению обмоток.

Из табл. 2 видно, что Oi6e синусоидальнораспределенные квадратурные обмотки -составлены из равных по числу проводников в пазах секций, но размещенных в других пазах, что дает абсолютно одинаковые параметры обмоток. Это обеспечено выбором углового положения для начального отсчета.

Предмет изобретения

I. Многополюсный синусно-косинусный вращающийся трансформатор, состоящий из неподвижного статора и поворотного ротора с размещенными на них квадратурными обмотками, сдвинутыми между собой на 90 эл. град.

отличающийся тем, что, с .целью ловыщения точности преобразования, магнитопровод статора или ротора, несущий обмотку возбуждения, выполнен с числом пазов, не кратным

числу пар полюсов этой обмотки (k), магнитопровод, несущий выходные обмотки, выполнен с числом пазов, кратным удвоенному числу полюсов этих обмоток {4k), причем распределение проводников по пазам для обмотки

возбуждения и квадратурной к ней обмотки синусоидальное с периодичностью 360/fe градусов, а распределение проводников по пазам выходных обмоток - равномерное со сменой направления намотки в пазах через каждые

ЗбО/2/fe градусов.

2. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения одинаковых параметров квадратурных обмоток при числе пазов магнитопровода, ие кратном четырем,

одна из осей обмоток возбуждения, соответствующая максимальному значению поля в зазоре мащины, смещена относительно одного из пазов магнитопровода, несущего обмотку возбуждения, на угол, равный

25

у-1 УцХ дробная часть числа Г Г

Оп - угол, соответствующий .полюсному делению магнитопровода, равный 360°/z;

Z - число пазов магнитопровода; k - число пар полюсов.

Of (оно)

1 2 3 5 6 7 8 9ЮП I2i3,f 15 16 ТЛЗ W 20

JJllJJllJJIIJ

{23 567a3Wn 2 ЗП15 iS I7f$13 20

UJ

О d,

Риг.2