МНОГОПОЛЮСНЫЙ СИНУСНО-КОСИНУСНЫЙ ВРАЩАЮЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР Советский патент 1971 года по МПК G08C19/48 

Изобретение относится к области автоматики |И вычислительной техники.

Известны многополюсные синусно-косипусные вращающиеся трансформаторы, содержащие магнитопровод ротора (статора) с четным числом зубцов, равным чисоту полюсов, несущий обмотку возбуждения в виде последовательно включенных одинаковых секций, и магнитопровод статора (ротора), несущий две выходные обмотки.

Недостатком известных трансфор:маторов являются малая точность синусно-косинусного преобразования.

Целью изобретения является создание многополюсного вращающегося трансформатора (ВТ), обладающего эффектом усреднения технологических погрещностей изготовления, улучщенной точностью рещения синусно-косинусного преобразования, технологической простотой изготовлепия и числом полюсов, близким к зубцов магнитопровода, имеющего наибольшее их число. Эта цель достигается выполнением числа зубцов магнитопровода, несущего выходные обмотки, равным 2а k (где а - наибольщий общий делитель чисел зубцов ротора и статора; k- любое целое число) л выходных об.моток в виде а грунп последовательно включенных сосредоточенных секций, имеющих равное число витков. В каждой группе одна сектщя

охватывает два зубца, а остальные по одному зубцу 7%1агнитопровода. Оси близлежащих секций, охватывающих по два зубца, в разных выходных обмотках сдвинуты между со „ 180

бои на .

На фиг. 1 показан вариант вьшолнени магнитопроводов предлагаемого ВТ; н;

фиг. 2 - схема нанесения обмотки возбуж дения; на фиг. 3, I и II - схемы выходных обмоток; на фиг. 4 - виды э. д. с. на от.тель ных секциях одной группы и вид суммарно э. д. с. всей группы секций выходной обмот

ки; на фиг. 5 - закон изменения выходно{ э. д. с. предлагаемого ВТ за один период дл: 36-полюсной .мащины с числа ми зубцов iMaiiнитопровода «36 ,и «32.

Предлагаемый синусно-косинусный ВТ ее

стоит из магнитопровода 1 статора, магнит

провода 2 ротора (см. фиг. 1) и трех обмото

Магнитопровод, несущий обмотку возбуя

дения (на фиг. 1 магнитонровод ротора) м

жет иметь любое четное число пазов (в от ных зубцах встречное. Схема включения секций обмотки возбул дения для рассматриваемого примера показана па фиг. 2. Другой магнитопровод (в рассматриваемом примере - статор) цолжеп иметь число пазов, равпое 2 а k, где а - наибольший общий делитель чисел пазов ;магнитопроводов ротора и статора; k -любое целое число. Иными словами, Число пазов этого элемента должно иметь при разложепии на множители одну лишнюю «двойку по сравпению с разложением числа зубцов магнитопровода ротора. Минимально возможный общий наибольщий делитель а может быть равен двум. Значение k целесообразно выбрать таким, чтобы числа зубцов ротора и статора были блнзкими но значению, что, как будет показано ниже, обеспечивает больщую точность синусно-косииусного преобразования. iia магнитопроводе ротора (статора) разм-еп аются две выходные обмотки (синусная и косин}сная). По своему выполнению ог.и одинаковы и только взаимно сдвинуты относительно зубцов магнитоировода. Каждая выходная обмотка состоит из а. одинаковых групп носледовательно включенных секций, .имеющих одинаковые числа витков. В середине группы расположена одна секция, охватывающая сразу два зубца, по бокам - секции, охватывающие но одному зубцу. На фиг. 3. I изображена синусная обмотка, на фиг. 3, Л - косинусная обмотка. Все смежные секции включены между собой встречно, как видно из приведенного примера, где аля простоты взяты малые числа зубцов о 2, и поэтому имеется две группы секций. Одна группа состоит яз трех секций, обозначенных на фиг. 3 позициями , 4 и 5. Для пол}чення сдвига «нулей выходных папрял ений синусной и косинусной обмоток па 90 эл. град оси близлежащих секций синусной и косинусной обмоток, охватывающ-их ПО два зубца, сдвинуты между собой на В данном случае на 90°. При другнх сочетаниях зубцов вид выходных обмоток будет со.храпяться. В группах будет цобавляться четное число малых (охватывающих один зубец; секций. Например, при числах зубцов «36 л «32 число полюсов равно число групп число секций в группе «7 (одна больщая и щесть малых). Предложенное выполнение синусно-косинуоного ВТ позволяет создать ВТ с числом полюсов, равным максимальному числу зубцов на его магнитопроводах. Кроме того, числа зубцов магнитоироводов ротора и статор-i могут быть близкими, что позволяет приблизить вид выходиого напряжения к синусоиде. Наличие повторяющихся групп (а) позволяет получить большее усреднение технологических погрещностей выполнения магнитопроводов. Трансформатор ввиду равномерного распределения обмоток прост для выполнения. Для пояснения работы предложенного миогополюсного ВТ рассмотрим, как ме;1яется взаимная индукция между первичной и вторичной цепями при повороте ротора на угол а, соответствующий , занимающей OTHv пару полюсов обмотки возбуждения 360 На фиг. 4 показаны графики э. д. с. на одиой группе катущ:ек в рассматриваемом выше примере построения предлагаемого устройства. Так как суммарное напряжение, снимаемое с секций второй группы, такое же, и его добавление просто увеличивает в два раза выходное напряжение, не изменяя его законна, то его можно не учитывать. Рассмотрим выходное напряжение по отдельности третьей, четвертой и пятой секций. График а на фиг. 4 показывает изменение э. д. с. в третьей секции (угол, соответствующий дуге одной пары полюсов), график б в том же масштабе показывает э. д. с. в четвертой секции, график в - в пятой. Нижняя кривая (график г) прецставляет собой суммарное изменение выходной э. д. с. группы этих трех секций. Как видно из графика г даже при таких |Малых числах пазов, когда всего три секции образуют группу, форма выходиого напряжения значительно нриближается к синусоиде. Если произвести аналогичные построения для случая, когда в группу входят се.мь секций (числа зубцов «36 и «32 при четырех группах секций), то закон изменения выходной э. д. с. (И) примет вид 1фиг. 5. Как видно из графика отрезок кривой выходного напряжения при 90 эл. град, создается четырьмя участками разной крутизны и близок к синусоиде. Наличие же четырех груип позволяет получить дополнительное усреднение технологических погрешностей выполнения магнитопроводов. Таким образом, предложепный многополюсный ВТ является оптимальной мащиной, в которой сочетаются возможность получения большого числа полюсов (по числу максимальных зубцов магнитопровода), улучшение точности синусно-косинусного преобразования, усреднение технологических допусков выполиения магнитопроводов и простота выполнения. Нред;мет изобретения Многополюсный синусно-косинусный вращающийся трансформатор, содержащий магнитопровод ротора (статора) с четным числом зубцов, равиым числу полюсов, несущий обмотку возбуждения в виде последовательно включенных одинаковых секций, охватывающих по одному зубцу, и магИитонровод статора (ротора), несущий две выходные обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности синусно-косинусного преобразования, магнитопровод статора (ротора)

выполнен с числом зубцов, равным 2a-k (где а - наибольший общий делитель чисел зубцов ротора и статора; k - любое целое число), и несет на себе две выходные обмотки в виде а одинаковых групп последовательно включенных сосредоточенных секций, причем в каждой групп-е одна секция охватывает

два зубца, остальные по одному зубцу магнитопровода, а оси близлежащих секций, охватывающих по два зубца, в разных выходных

180

обмотках сдвинуты между собой на а

/

Фиг.Т

ЛЛЛЛЛЛЛЛЛГ

/|ч/ V ч/ ч/ v|s V S/

ji}

Фиг.2

«35

r((nr

T nnrTinf

Фиг. 5

CDu i