Многополюсный вращающийся трансформатор Советский патент 1980 года по МПК H02K24/00 G08C19/46 

f

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах измерения и передачи угла поворота вала.

В настоящее время для увеличения точности измерения и передачи угла поворота ваша широко применяется принцип электрической редукции, который для индукционных датчиков угла - вращающихся трансформаторов греализуется путем увеличения числа пар полюсов статора (ротора). Коэффициент электрической редукции известных многополюсных трансформаторов определяется числом пар полюсов статора (ротора).

Известен многополюсный вреицающийся трансформатор 1, в котором статор выполнен из двух частей, несущих соответственно синусную и косинусную обмотки. Такое построение позволяет увеличить коэффициент электрической редукции за счет раздельного размеш.е ния обмоток.

Однако это приводит к усложнению конструкции, а предел увеличению полюсноети ставят минимальные размеры зубцов статора (ротора), которые- еще позволяют обеспечить достаточную жесткость и прочность конструкции .

Наиболее близким по; технической сущности и достигаемому результату

5 к изобретению является многополюсный вращающийся трансформатор .2, содержащий магнитопровод статора с числом пар полюсов, равным числу пазов, и магнитопровод ротора с

О числом пазов, относящимся к числу пазов магнитопровода статора как

Ьь

где , 1, 2 , . . .

15 Недостатком такого трансформатора является то, что максимальное Число полюсов равно числу пазов магнитол провода статора. При этом увеличение в нем числа паров или зубцов ,

20 образуемых пазами, ограничивается конструктивными и технологическими возможностями и для определенного габарита имеет свои пределы. Это не позволяет повысить коэффициент электрической редукции и точность вращающегося трансформатора.

Цель изобретения - повышение точности вращающегося трансформатора путем увеличения коэффициента электрической редукции при одновременном ЙрвШййй;.Конструкций и- технологии изготовления. ПосуавМёнНля цель достигается , что Длины дуг полюсов в преде лахкаждой пары полюсов как магиитопровода статора с обмоткой с число пар полюсов PI , так и магниТопровода ротора с обмоткой с числом пар полюсов РТ, , выполнены нераЬньами, при этом угловой размер минимальной по люсной Дуги статора и ротора выполненв соответствии с соотношением TtQ где Q - наибольший о.бший делитель чи сел P-i и . дуга, соответствующая шлицу полюса, а шлицы полюсов с ми нимальной полюсной дугой выполнены с противополо:жными С сами относительно радиальног направления, образуя зубщл V образной формы.. .йШвып6лнёние позволяет получить вреицаклцийся трансформатор с коэффиЦйёНТОМ электрической редукции, прёвбшаиадйм число пар полюсов ста тора и ротора. При существующей ; Хйвлогии изготовления достигается увеличение.коэффициента электрической )едукции в несколько раз по йрайнейию с прототипом. При этом СУщёственно упрощается, процесс нарезки зубцов и укладки обмоток, так как число зубцов у1 ныаается, а раз йеЕ11а паза в месте размещения обмотки уб Шчйваются. .. / ffa чёЕ1тёже показан мйогополюсный вращающийся трансформатор. Трансфор мйТЬр состоит из магнитопровода статора 1 и магнитопровода ротора 2 в пазах которых уложены обмотки 3 - и 4 , ЧИСЛО пар полюсов статора 1 .выполнено равным Р . Соответственно 2it дуга пары полюсов статора равна - § к Ш1ШСЬз, составляющие дугу пары пол фзбв, как на статоре, так и на ро торе выполнены неравными. Наименьшая %дл1осная дуга статора и ротора имеет УГЛОВОЙ размер, равный в соответстви С сооТношением: „.. ьчьс недабольший общий делитель чисел Pi и Р( угловой 15Ж§1;Шр дуГи, соответствующий шлицу магнитопроводов (в радианах). э- -ШлйШйа Магнитопровод ах ст атора иvpotops выполнены с противоположны ми и а«лОнами относительно радиаль. Нрго направления, зубцы V образной формы. 1Г1а1ы выпотГЙенГй в виде Циливдрических отвёрстйй, в которые помещены обмотки 3 и 4. Коэффициент электрической редукции; предложенного многополюсного трансорматора равен . . (2) Трансформатор работает следующим образом. Обмотка 3 статора запйтывается от источника переменного тока. На чертеже показаны мгновенные направления магнитных потоков в Одной из повторяющихся групп зубцов статора и ротора. В этой группе зубцов, как видно из чертежа, существует потокосцеплейие обмотки зубца ротора Ъ,, с обмоткой зубца статора Oi , в результате чего в обмотке зубца ротора Ь, наводится максимальная ЭДС. В обмотках зубцов ротора Ь и Ъ ЭДС равна нулю, так как потокосцепление их с обмотками зубцов статора 2, и Од отсутствует. Аналогичная ка1ртйнапОтокосцепления повторяется в двух других группах зубцов статора и ротора. Число этих групп определяется числом Q (для чертежа Q 3) . Если минимальную полюсную дугу вращанмцегося трансформатора выполнить равной то будет существовать потокосцепление обмоток зубцов а. --Ъ и оч - b-j, так как в этом случае исчезают участки мглнимального магнитного сопротивления , обозначенные на чертеже дугами Ч ..При этом ЭДС обмотки зубца Ъ нейтрализуется суммой ЭДС обмоток зубцов Ъц и Ъ и общая ЭДС на выходе обмотки 4 при повороте ротора 2 отсутствует. В этом предельном случае выходная ЭДС трансформатора равна нулю, то есть не происходит взаимодействия обмоток статора. Если минимальную полюсную ду.гу .выполнить равной ) то участки дугф имеют значительную величину для шунтирования магнитных потоков зубцов QQ, и Од .С целью увеличения размера зубцов (то есть придания им прочности) и сохранёния шун-, Тирующих дуг 4, предельная величина полюсной дуги выбирается равной: . Ъ itQ р7 Наличие шлица с дугой накладывает ограничен: е на величину шунти г рующих участкой с дугами Н , которое учитывается.следующим выражением для предельного значения полюсной дуги: Ok-cX. f г Таким образом,для функционирован предложенного трансформатора минимальная полюсная дуга|должна удовлетворять соотношению (1) . При повороте ротора 2 против часовой стрелки после взаимодействия зубца статора of, с зубцом ротора/b-j наступает взаимодействие зубцов QT. - Ъ , затем Qj bi, и т.д. Таким образом, в течение одного оборота ротора ЭДС, наведенная в обмот ке 4, изменится число раз, равное в качестве примера приведем расчетные данные для вращающегося тран сформатора, у которого РТ 12, а 9: Q 3, 15 0,035 рад. (2 градуса), Л 0,105 рад. (б градусо К 36. Уменьшение выходной ЭДС в npeflho женном трансформаторе при малых компенсируется большим числом витко которые могут быть уложены в цилиндрические основания пазов. Жесткост зубцов данного вращающегося трансформатора обеспечивается их V -об разной формой. Разреженное расположение зубцов на статоре и роторе предложенного трансформатора позволяет легко разместить на них дополнительные зубцЦ для помещения на них квадратурных обмоток, с целью получения синуснокосинусного вращающегося трансформа тора. Формула изобретения Многополюсный вращающийся трансформатор, содержащий магнитопровод статора с обмоткой с числом пар полюсов Р и магнитопровод ротора с обмоткой с числом пар полюсов Р, , отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем увеличения коэффициента электрической редукции и упрощения конструкции, длины дуг полюсов в пределах каждой пары полюсов магнитопроводов статора и ротора выполнены неравными, причем угловой размер минимёшьной полюсной дуги статора и ротора выполнен в соответствии с соотношением Ь ItQ . , , а шлицы полюсов (имеют противоположный скос относительно радиси1ьного направления, Q - наибольший общий делитель чисел Т, и РТ. - угловой размер дуги, соответствующий шлицу полюса магнитрпроводов статора и ротора, Источники, информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 276239, кл. Н 5/32, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР 304541, кл. Н 02 К 24/00, 1970.