Бесконтактный вращающийся трансформатор Советский патент 1976 года по МПК H02K24/00 

1

Изобретение относится к электрическим микромашинам малой мощности и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Известны бесконтактные вращающиеся трансформаторы, содержащие статор с секционированными выходными обмотками и обмоткой возбуждения и безобмоточный ротор, выполненный в виде сектора с дугой, равной 180°.

В известных трансформаторах зависимость выходного напряжения от угла поворота ротора на каждой из двух выходных обмоток имеет вид, близкий к трапецеидальному. Выбором соотнощения длин полюсных дуг статора и ротора моЖНо трапецеидальную форму характеристик приблизить к синусоиде.

Однако это приближение грубое и его не достаточно при создании вращающегося трансформатора с точным преобразованием угла поворота ротора в синусно-косинусное изменение выходного напряжения.

Целью изобретения является повыщение точности синусно-косинусного преобразования. Эта цель достигается тем, что число витков в секции каждой выходной концентрической обмотки вращающегося трансформатора выполнено в соответствии с соотношением:

г -1а„ + |а„ sin г +

4--OI|Xcos /a,-a«sin |4«rt я

-

1

-t- sign («„4« sinJL(l

- 45° X cos ta,

10

sin --1

+ 22 4

Ha фиг. 1 показаны магнитопроводы статора и ротора бесконтактного вращающегося

трансформатора и соединения обмотки возбуждения; на фиг. 2 - схема одной из выходных квадратурных обмоток вращающегося трансформатора; на фиг. 3 - изменение относительной магнитной проводимости у

каждой секции; на фиг. 4 - изменение выходной э. д. с.

Бесконтактный вращающийся трансформатор содержит неявнополюсный магнитопровод статора 1 с числом пазов, кратным четырем,

и ротор 2, выполненный в виде сектора с длиной дуги, равной 180°.

Ротор не имеет обмоток. Обмотка возбуждения 3 состоит из четырех одинаковых последовательно включенных секций, каждая из

которых расположена в пазах магнитопровода статора, взаимно смещенных на угол 90°. Между собой секции соединены так, что создаваемый ими магнитный поток имеет противоположный знак в смежно расположенных секциях. Каждая из двух выходных обмоток 4 (на фиг. 2 показана синусная обмотка) имеет ось, совпадающую с осью одной из секций обмотки возбуждения и выполнена однослойной, концентрической, с распределением чисел витков в пазах магнитопровода статора в соответствии с соотношением: W; -ia -fla«sin z + «.sfn-( i X cos Ia,,- , . л „I . , a,, . л / г , -la „Sin - 2|+l- -sin-(-- 1 + sign 1а„ + - 45° X cos Ua „+ I 1 z - число зубцов магнитопровода статора;а„ - угол, соответствующий зубцовому делению; / - номер секции (за первую секцию принимается секция, имеющая наименьший шаг). sign - индекс, указывающий знак последующего выражения. На фиг. 2 показано размещение секций синусной выходной обмотки и полярность включения секций для частного случая выполнения магнитопровода статора с числом зубцов, равным двадцати. Косинусная выходная обмотка (на чертеже не показана) имеет аналогичные распределения чисел витков в секциях и полярность их включения, но ось ее смещена относительно оси синусной обмотки на 90°. Вращающийся трансформатор работает следующим образом. При подключении обмотки возбуждения к источнику питания создается магнитный поток, который индуктирует в каждой выходной обмотке вращающегося трансформатора э. д. с., равную: Ев„,(а) ,(2) где г - число зубцов статора; W( - число витков i-той секции; - отношение магнитной проводимости г-ой секции к магнитной проводимости первой секции. Изменение относительной магнитной проводимости воздушного зазора каждой секции в зависимости от углового положения ротора представлено на фиг. 3. Определяя из выражения (1) числа витков для каждой секции и подставляя в выражение (2) их значения, а также величины относительной магнитной проводимости, получим значения выходной э. д. с., изменяющиеся по закону синуса, что и представлено на фиг. 4. Таким образом, при повороте ротора вращающегося трансформатора в каждой его выходной обмотке индуктируется э. д. с., пропорциональная синусу угла поворота ротора, Формула изобретения Бесконтактный вращающийся трансформатор, содержащий зубчатый статор с обмоткой возбуждения и двумя квадратурными выходными обмотками с концентрическими секциями и безобмоточный ротор, выполненный в виде сектора с дугой 180°, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, число витков в каждой секции квадратурных обмоток выполнено в соответствии с соотношением 1. + «,,,sin- 2Г| + - sin 82 X sin f- z + (4)Н + + «n . л; - 45° X cos ;а„ + -- Sin 22 -±Я cfn I -L- 1 li billI1 ; где z - число зубцов, магнитопровода статора;i - номер секции, причем за первую секцию, принимается секция с наименьшим щагом; ос„ - угол, равный зубцовому делению; sign - индекс, указывающий знак последующего выражения.

Pii.

О.)

/55/yj 171180 и, г/jaj

I I