ВСЕСОЮЗНАЯ Советский патент 1973 года по МПК G01D5/243 

1

Устройство относится к системам автоматического контроля и регулирования.

Известны двухотсчетные преобразователи «угол-фаза, содержащие статор и ротор; на нервых двух пакетах магнитонровода статора расположены обмотки с п парами нолюсов, развернутые одни относительно других на 90/п градусов, а на третьем пакете - выходная обмотка точного отсчета с т парами нолюсов; на первых двух пакетах магнитопровода ротора расноложены но две квадратурные обмотки с п парами нолюсов, а на третьем пакете - две квадратурные обмотки с т нарами полюсов.

Предложенный нреобразователь отличается тем, что в нем установлены дополнительные пакеты магнитонроводов статора и ротора, нричем на донолнительном пакете магнитонровода ротора расноложены две квадратурные обмотки с «±1 нарами нолюсов, каждая из которых подсоединена к одной из квадратурных обмоток третьего пакета магниарпровода ротора, а на донолнительном пакете магнитонровода статора расположена выходная обмотка грубого отсчета с п±1 парами полюсов. Это позволяет повысить точность работы преобразователя.

На чертеже приведена нринципиальная схема предложенного преобразователя «уголфаза.

Преобразователь содержит обмотки /-4, расноложенные на первых двух пакетах магннтонровода статора, выходную обмотку точного отсчета 5, расположенную на третьем пакете магнитонровода статора, выходную обмотку грубого обсчета 6, расположенную на четвером пакете магнитопровода статора, роторные обмотки 7 vi 8, 9 VI 10, 11 к 12, 13 и 14, расположенные на нервом, втором, третьем и четвертом пакетах магнитопровода ротора соответственно, фазосдвигающие резисторы 15, 16 и 17, симметрирующие нагрузки 18 и 19, на которые замкнуты обмотки 5 и 4.

Двухотсчетный преобразователь «угол-фаза выполнен в виде неподвижного корпуса статора, в котором установлены четыре пакета магнитопровода, и поворотного вала ротора, на котором размещены четыре пакета магнитонровода ротора.

Па нервых двух пакетах магнитопровода статора расположено по две квадратурные обмотки / и 5, 2 и 4, а на третьем и четвертом пакетах магннтопровода статора - по одной обмотке 5 и 6. Па каждом магннтонроводе ротора размещены но две сдвинутые между собой на 90 эл. град, многонолюсные обмотки 7 и 8, 9 н 10, 11 и 12, 13 и 14.

Число нар нолюсов всех обмоток на первом и втором пакетах магнитопроводов статора и ротора равно между собой и может быть любым (например, «), число пар полюсов всех обмоток на третьем пакете магнитопроводов статора и ротора должно быть одинаково и может быть любым числом (например, т); число пар полюсов всех обмоток на четвертом пакете магпитопроводов статора и ротора долл но быть одинаково и равно п±1.

Обмотка /, размещенная на первом пакете магнитопровода статора, подключена непосредственно к источнику питания, а обмотка 2, размещенная на втором п акете магнитопровода статора, подключена к тому же источнику через включенный последовательно с ней фазосдвигающий резистор 15. Таким образом, цепь возбуждения устройства составляют две статорные обмотки / и 2 и резистор 15.

Роториые обмотки двухотсчетного преобразователя «угол-фаза соединены только между -собой, взаимно неподвижны и.поэтому не имеют каких-либо токоподводящих устройств. ;-.Обмотки 7 и S, размещенные на первом , магнитопровода ротора, подключены непосредственно к обмоткам // и 12, размещенным натретьем пакете магнитопровода ротора.

Обмотки 10 и 9, размещенные на втором пакете- магнитопровода ротора, подключены соответственно к обмоткам // и 12 через последовательно включенные фазосдвигающие резисторы 17 и 16.

Обмотки 14 и 13, размещенные на четвертом пакете магнитопровода, подключены параллельно соответственно к обмоткам 12 и //, причем полярность подключения обмоток 12 и /4. обратная по отнощению к иолярностп включения обмоток 13 и //.

- Обмотка 5, размещенная на третьем накете магнитопровода статора, является выходной обмоткой точного многополюсного (с редукцией т + п) отсчета, а обмотка 6, размещенная на четвертом пакете магнитопровода статора, является выходной обмоткой грубого :(двухполюсного без редукции) отсчета.

Оси -полюсов обмоток, расположенных на первых двух пакетах магнитопроводов статора (.или .ротора), развернуты друг относптельно друга иа угол 90/п градусов, оси полюсов обмоток, расположенных на третьем и четвер.том:пакетах магнитопроводов статора и ротор..а,-относительно других могут размещаться ароизвольно.

-; Прл подаче напряжения возбуждения на входную обмотку фазовращателя в зависимости от углового положения ротора на обмотжах.,7 и 9 пакетов магнитопровода ротора будут индуктироваться нанряжения, пропорциойадьные. Sinna (где /г - число пар полюсов -Q.6,MOTO.K этих магнитопроводов), а на обмотках-8-н /О будут наводиться напряжения, пропорциональные Cos я а.

Напряжения, снимаемые с обмоток 7 и 8, ;и1меют фазу, .близкую к фазе напряженпя возгбуждения, которая принимается за нулевую ф:азу-.. .Эти. напряжения служат для возбуждения соответственно обмоток 11 и 12 и параллельно к in-iM подключенных обмоток 13 и 14. .. Напряжен-ие обмотки 7, поданное на обмотку 11, трансформируется на обмотку 5 с ум.. на Sin/па (где т -число пар полюсов обмоток иа третьем пакете, магнитопроводов ротора и статора), а напряжен.йеобмотки 8, поданное на обмотку 12, трансформируется на обмотку 5 с умножением на Cos/n а. С другой стороны, напряжение обмотки 7,

поданное на обмотку 13, трансформируется на обмотку 6с умножением на Sin (я-1)а (где я-1-число пар полюсов обмоток на четвертом пакете магнитопроводов ротора,и.статора), а напряжение обмотки 8, поданное на обмотк.у 14, трансформируется на обмотку 6 с умножением иа - Cos(n-1)а.

Таким образом, от обмотки возбуждения 1 до выходной обмотки 5 трансформируется напряжение 6вых ь а от обмотки 1 до обмотки

б - напряжение УПЫХЗ,Которые имеют вИдГ

бвых COS (п т) а,

f/выхЗ - COS 7.

Напряжение, снятые с обмоток 10 и 9 и поданные через носледовательно включенные резисторы 17 и 16 на обмотки 11 и 12, сдвигаются по фазе на некоторый угол за счет включенных активных сопротивлений. Резистор 15 в цепи возбуждающей обмотки 2 предварительно сдвигает фазу напряжений обеих обмоток на угол примерно 45°, а затем резистор 17 в одной цепи и резистор 16 в другой доводят общий сдвиг фазы до 90°. Резист оры 15, 17, 16 подбираются такими, чтобы фазы

напряжений, поданных с обмоток 10 и 9 на обмотки 12, 11, 14 и 13, были сдвинуты относительно фаз напряжений, нотупающих на эти же обмотки с обмоток 7 и 8, на угол 90°. Напряжение обмотки 10, ноданное на обмотку 11, трансформируется на обмотку 5с

умножением иа Sinma, а напряжение обмотки

9, поданное па обмотку 12, трансформируется

на обмотку 5 с умножением Cosma.

С другой стороны, напряжение обмотки 10,

поданное на обмотку 13, трансформируется на обмотку 6 с умножением на Sin(n-1)а, а напряжение обмотки 9, ноданное на обмотку 14, трансформируется на обмотку 6 с умножением на- Cos (я-1)а.

Таким образом, от обмотки возбуждения 2 до выходной обмотки 5 трансформируется напряжение Usbixz, а от обмотки 2 до обмотки 6 - напряжение С/вых4. - У Sin (п -|- т) я,

вых4 yslno.

При выполнении одинаковых коэффициентов пропорциональностей в выражениях для

пых и f/iii.txs, Ubix2 И 1,1,1X4, ЧТО ДОСТИГЗеГся выбором обмоточных данных обмоток /, 2, 7, 8, 10 и я общее выходное напряжение фазовращателя на обмотке 5 равно:

+ COS (п + tn) а -f

-f / sin (я + яг) а,

a на обмотке 6

вых вых2 6вых4 - - COS , у sin С .

Следовательно, амплитуда выходных напряжений на обмотках 5 и 6 независпмо от угла а имеет постоянное значение, а фаза на обмотке 5 равна ф(га + /п)а и на обмотке 6 Ф -а.

В описываемом устройстве, вместо введения фазосдвигающих резисторов, можно вь иолнить обмотки 2, 10, 9 как провода из сплава высокого сопротивления.

Роторные обмотки удобнее выполнить полностью из сплава высокого сопротивления, чтобы не кренить к ротору сопротивлений.

Предмет изобретения

Двухотсчетный преобразователь «угол-фаза, содержащий статор и ротор, па первых двух пакетах магнитоировода статора расноложеиы обмотки с п парами полюсов, развернутые друг относительно друга иа 90//г градусов, а на третьем - выходная обмотка точного отсчета с m парамп полюсов, иа первых двух пакетах магнитопровода ротора расположены по две Квадратурные обмотки с парами полюсов, а на третьем-две квадратурные обмотки с m парамп полюсов, отлмча/ощийся тем, что, с целью повышения точности

работы устройства, в нем установлены дополнительные пакеты магнитопроводов статора и ротора, причем на дополнительном пакете магнитопровода ротора расположены две квадратурные обмотки с (п±1) парами полюсов,

каждая из которых подсоедги ена к одной из квадратурных обмоток третьего пак-ета магнитоировода ротора, а на донолнительном пакете магнитопровода статора расположена выходная обмотка грубого отсчета с (п±)

парами полюсов.

/5

аг1г-1

Ш

fg

о

о

о

о