Вращающийся трансформатор Советский патент 1980 года по МПК H02K24/00 

(54) ВРАЩАЮЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР

I

Изобретение относится к электрическим машинам автоматических систем и вычислительной техники.

Известен вращающийся трансформатор, имеющий ротор в виде двух пакетов и статор в виде одного пакета, несущие концентрические синусоидально распределенные обмотки 1.

Недостатком этого вращающегося трансформатора является неопределенность распределения обмоток в пазах магнитопроводов, вследствие чего квадратурные обмотки имеют неодинаковые параметры.

Известны вращающиеся трансформаторы, содержащие магнитопроводы ротора и статора, несущие концентрические квадратурные обмотки, оси которых смещены относительно оси одного из зубцов магнитопровода так, что в пазах, несущих секции обеих квадратурных обмоток, внутренняя часть площади занята проводниками одной обмотки (нижний слой), а наружная часть площади занята проводниками другой обмотки (верхний слой) 2. Для того чтобы получить одинаковые параметры квадратурных обмоток, проводники секций распределяются так, чтобы положение одинаковых секций квадратурных

обмоток относительно магнитопровода было одинаково. Для чего любая из концентрических секций обмотки одной стороной лежит в нижнем слое паза, а другой - в верхнем слое другого паза. Этот вращающийся

, трансформатор наиболее близок к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком этого трансформатора является то, что такое расположение сторон секций концентрических обмоток делает неодинаковыми параметры сторон секций, что приводит к повышенным связям между квадратурными обмотками, делает возможным выполнение обмоток только укладкой секциями.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение обмоточных работ путем автоматизации намотки вращающихся трансформаторов.

Это достигается тем, что в пазах магнитопроводов, несущих проводники обеих квадратурных обмоток, обе стороны секций квадратурных обмоток в секторах ±45 эл.град от осей обмоток размещены в одном, например, нижнем слое площади пазов, а обе стороны остальных секций обеих квадратурных обмоток размещены в другом, например, верхнем слое площади пазов. Для многополюсных вращающихся трансформаторов, имеющих концентрические квадратурные обмотки, указанные углы следует считать электрическими. На фиг. 1 показан пример размещения секций концентрических квадратурных обмоток статора данного вращающегося трансформатора; на фиг. 2 показана часть секций первой квадратурной обмотки; на фиг. 3 - вторая квадратурная обмотка; на фиг. 4 - оставшиеся секции первой квадратурной обмотки. Вращающийся трансформатор содержит статор и ротор с квадратурными обмотками. В пазах магнитопровода статора 1 -16 размещены две квадратурные сдвинутые на 90° концентрические синусоидально распределенные обмотки. Оси квадратурных обмоток располагаются относительно оси одного из зубцов под углом 45 эл.град. Для вращающегося трансформатора (ВТ) с концетрическими обмотками, зубцы магнитопроводов которых должны быть кратны четырем, это всегда выполнимо. При этом для магнитопроводов с числом пазов кратным восьми оси обмоток будут совпадать с осями симметрии каких-нибудь зубцов. При магнитопроводах с числом пазов не кратным восьми оси обмоток будут совпадать с осями симметрии пазов магнитопроводов. В этом случае в пазах, совпадающих с осями обмоток, будут располагаться проводники только одной из квадратурных обмоток. Стороны секций первой квадратурной обмотки (см. фиг. 1) не зачернены и в них условно крестом или точкой показано направление тока, а соединение сторон секций показано сплошной линией. Место положения секций второй квадратурной обмотки зачернено,а соединение сторон секций показано пунктирной .тинией. Стороны секций первой квадратурной обмотки, лежащие в секторе ±45 эл. град от оси первой обмотки, лежат во внутреннем (нижнем) слое площади пазов, а остальные - в наружном (верхней) слое площади пазов. Вторая квадратурная обмотка лежит относительно магнитопровода точно так же, но со сдвигом на оси 90°. У этой обмотки секции в секторе ±45 эл. град от оси этой обмотки лежат в нижней части площади газов, а остальные секции - в верхней. Аналогично обмоткам статора размещаются секции квадратурных обмоток ротора. Для осуществления такого выполнения обмоток сначала размещается часть первой квадратурной обмотки, лежащая в нижнем слое пазов, это обмотки К а-Кз (см. фиг. 2). После этого размещается полностью вторая квадратурная обмотка (см. фиг. 3), а затем остальные секции первой квадратурной обмотки (см. фиг. 4). Затем следует соединить Ki с Ка и Кз с К и будет образована первая квадратурная обмотка с выводом С,, С j, Вторая квадратурная обмотка имеет выводы С 3, С 4. Все секции таких обмоток укладываются последовательно при одновременной укладке в пазы обеих сторон, что обеспечивает возможность их выполнения автоматически или вручную (виток за витком) вместо укладки секциями. При выполнении многополюсных вращающихся трансформаторов с обмотками концентрического типа для каждой пары полюсов можно использовать описанную конструкцию двухполюсной мащины, считая углы в электриче ких градусах. Устройство работает так же, как и все вращающиеся трансформаторы. При подаче напряжения на одну из обмоток ВТ (например, оомотку статора) на выходных роторных квадратурных обмотках булут наводиться напряжения, величина которых в зависимости от углового положения ротора будет пропорциональна на одной обмотке синусу, а на другой косинусу этого угла. При подаче напряжения питания на другую квадратурную обмотку статора на выходных обмотках ротора будут наводиться также напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота ротора, но со сдвигом начала отсчета угла на 90 эл. град. Размещение обеих сторон секций в одинаковых положениях в пазах создает определенную равную связь между сторонами секций с другой квадратурной обмоткой и приводит к улучшению точности ВТ за счет снижения квадратурных связей между обмотками, а более определенное размещение осей обмоток дает лучщие показатели точности по асимметрии нулевых положений обмоток. Кроме того, такое размещение обмоток позволяет улучшить раскладку обмоток по лобовым частям, что приведет к уменьшению погрешностей ВТ в виде квадратурных связей между обмотками Формула изобретения Вращающийся трансформатор, -содержащий магнитопроводы ротора и статора с установленными на них секциями концентрических квадратурных обмоток, оси которых смещены относительно оси одного из зубцов магнитопровода на 45°, обмотки уложены в пазах магнитопровода двумя слоями, причем в одном слое каждого паза установлены проводники одной обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения обмоточных работ, обе стороны секций квадратурных обмоток, расположенных в секторах ±45° от осей обмоток, размещены в одном, например, нижнем слое пазов, а две стороны остальных секций