Многополюсный вращающийсяТРАНСфОРМАТОР Советский патент 1981 года по МПК H02K24/00 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для соз дания высокоточных систем измерения и передачи угла. Известен многополюсной вращающийся трансформатор с сосредоточенными обмотками, содержащий цилиндрические ротор и статор, в пазах которых поме щены соответственно, выходные обмотки и обмотки возбужденияЩ. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, состоящее из разделенных воздушным зазором цилиндрического ротора, в пазах которого помещена сосредоточенная выходная обмотка и из цилиндрического статора, в пазах которого помещена сосредоточенная обмотка воз буждения И . Недостатком известных многополюсных вращающихся трансформаторов с сосредоточенными обмотками является ощибка в измерении угла поворота ротора, обусловленная неравномерностью воздушного зазора, возникающе при сочетании, например, двух дефектов - эксцентриситета установки и дз фекта изготовления ротора (статора), ;причем дефект изготовления может выражаться либо в виде отклонения формы ротора (статора) от окружности, либо в виде технологического эксцентриситета, выражающегося в неточности деления окружности ротора (статора) при нарезке зубцов. Кроме того, к недостаткам известных устройств относится также ошибка в измерении угла поворота ротора, обусловленная дефектами намотки, заключающимися в неодинаковой плотности витков,охватывающих каждый зубец ротора (статора), что приводит к разбросу величин электродвижущих сил,наводимых в витках приемной обмотки,и в конечном итоге в эквивалентной неравномерности воздушного зазора. Цель изобретения - повышение точности известных многополюсных вращающих трансформаторов. Поставленная цель достигается тем, что обмотка возбуждения вращающегося трансформатора выполнена в виде равномерно распределенных по пазам секций, каждая из которых- последовательно соединена с регулируемым индуктиэным элементом, причем обмотки возбуждения соединены параллельно. На чертеже изображена схема вращающегося трансформатора. , Вращающийся трансформатор содерж цилиндрический ротор 1, в пазах кото рого уложена сосредоточенная выходн обмотка 2 и цилиндрический статор 3 в пазах которого уложены идентичные сосредоточенные секции 4,5,6, и 7 об мотки возбуждения. Число обмоток во буждения должно быть кратно числу п полюсов статора. Последовательно с каждой из секций 4,5,6 и 7 обмоток возбуждения включены регулидуемые и дуктивные элементы, соответственно, 8,9,10 и 11. Секции 4,5,6 и 7 обмо ки подключены к общему источнику 12 переменного напряжения. Ротор 1 и с тор 3, выполненные, например, из шихтованного электротехнического же леза, разделены воздушным зазором б При питании секций 4,5,6 и 7 обмотки возбуждения переменным напряжением от источника 12 в выходной обмотке 2 находится электродвижущая сила, величина которой пропорциональ на углу поворота ротора.1 относитель но статора 3, причем полный период изменения электродвижущей силы происходит при развороте ротора на угол oL , равный c.-f-, где Р - число полюсов ротора (коэффициент электрической редукции). В многополюсных вращающихся транс форматорах с сосредоточенными обмотками при взаимодействии между собой пар полюсов обмоток статора и ротора имеет место погрешность Д измерения угла поворота ротора, возникаиздая при сочетании, например, двух дефектов - эксцентриситета установки и де фекта изготовления ротора (статора) Погрешность Д , возникающая при взаимодействии полюса обмотки статора 2 с полюсом обмотки ротора 1 может быть определена выражением ..A, где Вр - эксцентриситет установки ротора-; . , - эксцентриситет устагновки статора/ ЕР - дефект изготовления ротоI ра; ЕС - дефект изготовления статора, с0 средний диаметр вращающего ся трансформатора по воз. душному зазору; - электродвижущая сила пары полюсов приемной обмотки ротора при номинальном зазо ре cfp ; к - крутизна изменения электродвижущей силы пары полюсов приемной обмотки при изменении зазора сГ мелуду зубцами, взаимодействующих между собой пар полюсов обмоток статора и ротора. Как видно из выражения, уменьшить величину погрешности и можно благодаря уменьшению величины К , Уменьшить крутизну К изменения электродвижущей силы пары полюсов приемнай обмотки при изменении зазора сР между зубцами взаимодействующих между собой пар полюсов обмоток статора 3 и ротора 1 можно за счет регулировки тока i , протекающего в витках, образующих пару полюсов обмотки возбуждения. Регулировать ток LJ, необходимо таким образом, чтобы величина электродвижущей силы бц , наводимой в витках, образующих пару полюсов обмотки, оставалась неизменной при изменении зазора cf , т.е. в идегшьном случае регулировка тока tg должна обеспечивать выполнение условия . Выполнение на статоре такого числа обмоток возбуждения, при котором каждая обмотка охватывает только зубцы одной пары полюсов, и подключение всех обмоток параллельно к источнику переменного напряжения позволяет стабилизировать значение электродвижущей силы 8ji , наводимой в витках выходной обмотки. Следует отметить, что полной стабилизации величины 6 добиться не удается из-за конечной величины добротности обмоток и из-за наличия потоков рассеяния. Выравниваний секций обмоток возбуяодения приводится по среднему значению тока при динамическом вращении ротора. При выполнении на статоре такого числа обмоток возбуждения, когда каждая обмотка охватывает зубцы только одной пары полюсов, и при подключении всех обмоток возбуждения параллельно к источнику переменного напряжения, погрешность Js , возникающая при взаимодействии пар полюсов обмоток статора 3 и ротора 1, в несколько раз меньше погрешности, имеющей место в известном устройстве. Целесообразно иметь не более восьми обмоток возбуждения, что в свою очередь несколько снизит эффект автокомпенсации погрешности ч . Исследования показывают, что при четырех обмотках возбуждения и воздушном зазоре между ротором и статором, рав.ном мм, погрешность уменьшается, по сравнению с известными вращающимися трансформаторами, в три раза. Формула изобретения Многополюсный вращающийся трансформатор, содержащий цилиндрические ротор и статор с пазами, в которых установлены сосредоточенные обмотки

возбуждения и выходные/ о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, обмотка возбуждения выполнена в виде равномерно распределенных по пазам секций, соединенных между собой параллельно, причем последовательно с каждой секцией включен регулируемы индуктивный элемент.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1.Хрущев В,В. Электрические микромашины автоматических устройств, Л., Энергия, 1976, с.275-276.

2.Авторское свидетельство СССР 304541, кл. Н 02 К 24/00, 1970.

.ГХЛ-Г 1 7