Вращающийся трансформатор Советский патент 1981 года по МПК H02K24/00 

1

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования, в частности к электроэлементам типа вращающегося трайсформатора.

Известен вращаюгцийся трансформатор, содержащий на роторе и статоре по две квадратурные зигзагообразные обмотки р j.

Недостатками данного устройства являются невысокая точность работы при подключении к их выходным обмоткам нагрузки и включении их в каскадные цепи, а также необходимость для повышения точности выполнять симметрирование обмоток.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является врагцаюпщйся трансформатор, содержащий магнитопроводы ротора и статора, несущие концейтрические синусоидально распределенные квадратурные обмотки 2.

Недостатком данного устройства является невысокая точность работы

при в1сгшчении на нагрузку, что час тично компенсируется вьтолнением первичного симметрирования, т.е. подключением к его квадратурной обмотке реактивных и активных сопротивлений. При использовании транс-форматора в режиме построения вектора, когда обе обмотки возбуждения питаются от различных электрических цепей, точное вьшолнение симметрирования невозможно. Это приводит к потере точности. Кроме того, в зависимости от точности вьтолнения первичного симметрирования при изменении угла поворота ротора меняются выходные сопротивления обмоток этого вращающегося трансформатора, что тоже приводит к потере точности при работе на нагрузку или в схемах, где требуется стабильность параметров обмоток (например в схемах фазовращателей)

Цель изобретения - повышение точности при работе Б каскадных цепях 3 к при работе на нагрузку, исключение Кбюбходимости симметрирования и обес печение стабильности параметров и точности.при работе на нагрузку без включения сиьметрирующих устройств, Указанная цель достигается выполj-е.нием калодой из квадратурных обмоток возбуждения из двух одинаковых пар а/шел г но вьслюченных секций, оси которых сдвинуты между собой на 90 эл.град. На чертеже приведена принципиальная электрическая .схема вращающегося трансформатора. BpaщaющIiйcя трансформатор состоит из магнито5фоводов ротора и статора касуищх по две квадратурные обмотKi , На одном магнитогфоводе, например на статоре, размещены две квадратурные обмотки и 2 возбуждения, Бызоды котррь х обозначены соответг ;ьенно В В j и . Обмотка 1 состоит из параллельно включенных секций 3 и 45 оси которых взаимно сдвинуты на 90 эл.град. Обмотка : 2 состоит из лараллельно включенных секций 5 и 6, оси которых также вза;:и-.но сдви1 угы на 90 эл.град. Все четыре секции обмоток 3-6 одинаковые, оси секции обмоток 3 и 5, 4 и б нопарко совпадают. Полярность взаимноio вклзочения обмоток 3 и 4 противоцоложна полярности взаимного включ :г1.ч обмоток 5 и 6, что обеснечивает nojiyueHHe взаимного сдвига осей обм ток и 2 на 90 зл.град. На магнито ироводе ротора размещены две квадратурные вьосоднЫе обмотки 7 и 8, выв ды которык. обозначены соотаетствен.но С 2 (синусная обмотка) и К, К (косинусная обмотка). Устройство работает следующим образом. При подаче на обмотку В В налря 7:-.ения переменного тока, ток секции мотки 3 наводит магнитньш поток, ко торьй создает в выходной обмотке С.; С 2 налряжение, пропорциональное sinews а в выходной обмотке , нап ряжение, пропорциональное cosdl,. где 0 - угол поворота ротора в элек тричес.ких градусах, отсчитываемый о положения5 при котором взаимная индукция обмоток и секции обмотки 3 равна нулю. Одновременно ток секции обмотки 4 создает в обмотке CjjC напряжение, пропорциональное 5In (сА.+90 ), а в обмотке К К напр .жеиие cos () . Таким образом, на обмотке находится суммарное напряжение от всей обмотки 1, пропорциональное sind.+sin(of+90°)yf sin(cO-45°) , (l) а на обмотке К К, cosc(+cos(i+90)-V5 cos(). (2) При подаче питания на обмотку В,В ток секции обмотки 5 наводит в обмотках CjC и соответственно напряжения, пропорциональные slnd-H cos ai- Ток секции обмотки 6 наводит в обмотках и соответственно напряжения, пропорциональHbiesin(d-90°) cos(oi-90°) . ) . Знаки - в этих выражениях обусловлены тем, что полярность подключения секции обмотки 6 относительно секции обмотки 5 противоположна той, чтс, была при взаимном включении секций обмотки 3 и 4. Таким образом, на обмотке наведено суммарное напряжение от всей обмотки 2, пропори.иональноеsinct«-5in(c -90)-/2 sin{of-45°). (3) а на обмотке co5d+cos(o(-90) -tT cos(Qf-45). (Ц Из выражений ()-(4) видно, что устройство при питании с любой из обмоток возбуждения и 2 решает зададачу синусно-косинусного преобразования, т.е. ту же задачу, что и обычный четырехобмоточьаш синусно-косинусный вращающийся трансформатор при сдвиге начала отсчета углов на 45 эл.град. Выполнение каждой из цепей возбуждения в виде двух параллельно включенньк обмоток,, сдвинутых по положению на 90 эл.град. создает компенсацию как продольной, так и поперечной составляющей магнитного потока, обусловленного наличием нагрузки в цепи одной из выходных обмоток или наличием несимметричных нагрузок в каждой выходной обмотке и приводящего к снижению точности вращающегося трансформатора, так как размагничивающее действие каждой из этих составляющих магнитного потока компенсируется увеличением тока возбуждения в соответствующей параллельной ветви обмотки возбуждения. Это обеспечивает независимо от величины выходного сопротивления источника, питающего эту обмотку, первичное симметрирование, что приводит к постоянству выходного сопротивления ка дой из выходных обмоток независимо от углового положения ротора. Тем самым исключаются ошибки вращающего ся трансформатора от присоединения нагрузок. При этом не требуется при менять внешне включаемьге симметрирукицие активные и реактивные симмет рирующие -сопротивления. Формула изобретения Вращающийся трансформатор, содер жащий магнитопроводы ротора и статора, несущие по две квадратурные обмотки, на одном из которых расположены обмотки возбуждения, на дру гом - выходные обмотки, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности, каждая из квадратурных обмоток возбуждения состоит из двух параллельно включенных секций, оси которых смещены между собой на 90 эл.град. Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . Авторское свидетельство СССР № 230931, кл. Н 01 F 40/0, 1966. 2. Хрущев В.В. Электрические микромашины. М.-Л.,Энергия, 1969, с. 77-128.