Устройство для контроля многополюсных вращающихся трансформаторов Советский патент 1981 года по МПК G08C25/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МНОГОПОЛЮСНЫХ ВРАЩАЮЩХСЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ

1

Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть использовано для автоматизированной Проверки высокоточных многополюсных вращающихся трансформаторов.

В настоящее время при разработке и производстве прецизионных многополюсных вращающихся трансформаторов особое внимание уделяется контрольно-измерительной аппаратуре, В связи с ростом точности многополюсных вращающихся трансформаторов является актуальной проблема создания относительно простых автоматизированных -устройств для контроля ихс погрешностью, не превышающей 0,5.

Известны устройства для контроля вращающихся трансформаторов, содержащие эталонные электрические шкалы, которые позволяют вести проверку в полуавтоматическом режиме 11.

Однако число контролируелых ими точек определяется числом полюсов шкалы, т.е. ограничено, а-погрешность составляет З :4 .

Известны устройства для непрерывной автоматической, записи погрешности многополюсных вращающихся трансформаторов в режиме следящей системы передачи угла, в основу которых положен многополюсный преобразователь угла в виде параметрического генератора с вращающимся модулятором 2 и 3.

Наиболее близким по технической сущности являетря устройство контроля следящей системы передачи угла, соде)жащее параметрический генератор- (состоящий из ротора с числом

10 пар полюсов Р, статора и модулятора, установленного на валу синхронного двигателя), двухполюсные фазовращатель и скат-датчик, связанные соответственно через первый редуктор

15 с передаточным отношением (€«1) и второй редуктор с валом синхронного двигателя, синхронный детектор, входы которого подключены к обмотке ротора и через фазовращатель - к об20мотке статора парг1метрического генератора, а выход-через фильтр высоких частот к регистрирующему устройству, усилитель, йход которого подключен к вьосоду СКВТ-датчик а, а выход - k

25 исполнительному двигателю, кинематически связанному с ротором параметрического генератора. Ротор проверяемого многополюсного трансформатора сочлен ется с ротором парамет30рического генератора, выходные синусная и косинусная обмотки проверяемого трансформатора подключены к соответствующим синусной и косинусной обмоткам двухполюсного СКВТдатчика 3. Недостатком этого устройства является ограниченная точность, обусл ленная погрешностью второго редуктора и двухполюсного СКВТ-датчика, причем данная погрешность обратно пропорциональна числу пар полюсов проверяемого вращающегося трансформ тора и поэтому становится особенно существенной при проверке вращающих трансформаторов с числом пар полюсо менее 64. Цель изобретения - повышение точно сти автоматической проверки многопо люсных трансформаторов. Устройство для контроля многополюсных вращающихся трансформаторов, содержащее параметрический генератор, состоящий из ротора с числом пар полюсов Р, статора и модулятора первый синхронный двигатель, вал ко торого соединен с валом модулятора параметрического генератора, с валом фазовращателя через первый редуктрр с передаточным отношением i ( « 1) , с валом синусно-косину ного вращающегося трансформатора через второй редуктор, второй синхронный двигатель, вал которого сое динен с валом регистрирующего блока вал ротора параметрического генератора соединен с валом многополюсного параметрического генератора, первый источник питания, выход кото рого соединен с первым и вторым син хронными двигателями, второй источник питания, выход которого соединен со входом многополюсного вращающегося трансформатора, ротор параметрического генератора соединен с первым входом синхронного детекто ра, а статор параметрического генератора соединен через фазовращатель со вторым входом синхронного детектора, выход которого соединен через фильтр высоких частот с регистрирующим блоком, выход синуснокосинусного вращающегося трансформатора соединен через усилитель с исполнительным движением, вал которого соединен с валом многополюсного вращающегося трансформатора, вве дены два дополнительных двухполюсны вращающихся трансформатора, валы которых соединены с валом первого синхронного двигателя, входы подклю чены соответственно к выходным сину ной и косинусной обмоткам многополю ного вращающегося трансформатора а выходы - к синусной и косинусной 00 моткам синусно-косинусного вращающе ся трансформатора,второй редуктор в полнен Српредаточным отношением i,j 1-Е, где РО - число пар полюсов проверяемого трансформатора. На чертеже представлена принципиальная схема устройства. Предлагаемое устройство состоит из параметрического генератора, в который входят ротор 1 с обмоткой с числом пар полюсов Р, статор 2 с числом пар полюсов Р+1 (или Р-1) и Iмодулятор 3, установленный на валу синхронного двигателя 4 (на чертеже все обмотки условно показаны зачернёнными участками). С валом модулятора через первый одноступенчатый редуктор 5 и второй одноступенчатый редуктор 6 связаны соответственно двухполюсные фазовращатель 7 и синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 8. Роторы дополнительных двухполюсных вращающихся трансформаторов 9 и 10 установлены на валу модулятора. Каждый из вращающихся трансформаторов 9 и 10 является двухобмоточным, причем ротор одного смещен относительно другого на угол - . Первый вход синхронного детектора 11 подключен к обмотке ротора параметрического генератора, а второй вход - через фазовращатель 7к обмотке статора генератора. Выход синхронного детектора через фильтр 12 высоких частот подключен к регистрирующему блоку 13, в качестве которого, например, может быть использован самописец, бумажная лента которого протягивается синхронным двигателем 14. Синхронные двигатели 4 и 14 подключены к общему источнику 15 питания. Ротор проверяемого многополюсного вращающегося трансформатора 16 сочленен с ротором 1 параметрического генератора, который кинематически связан с исполнительным двигателем.17. Синусная и косинусная выходные обмотки проверяемого многополюсного трансформатора 16 подключены соответственно к входным обмоткам дополнительных вращающихся трансформаторов 9 и 10, выходные обмотки КОТОРЫХ подключены к синусной и косинусной обмоткам двухполюсного СКВТ 8. Выход СКВТ 8 подключен ко входу усилителя 18, выход которого связан с обмоткой управления исполнительного двигателя 17. Обмотка возбуждения проверяемого трансформатора 16 подключена к источнику питания 19. Первый одноступенчатый редуктор 5 выполнен с передаточным отношением i l-g.(g«l), а второй одноступенчатый редуктор 6 выполнен с Jiepeдаточным отношением 1 Р,число пар полюсов проверяемого трансформатора . Устройство работает следующим образом. При вращении модулятора 3 параметрического генератора со скоростью п с обмотки ротора 1 на первый вход синхронного детектора 11 поступает напряжение с частотой ( (i) где N - скорость вращения роторов проверяемого трансформатора и генер гора. С обмотки статора 2 на вход ф зовращателя 7 поступает напряжение с частотой €,1 (Р + 1)- п„. С выхода фазовращателя 7, ротор которого вращается через редуктор 5 с скоростью Пм(1-е) на второй вход синхронного детектора 11 поступает напряжение с частотой % (Р+1)п„ -(1-е)пн Элементы 16,9,10,8,18,17 предста ляют собой следящую систему передач угла с электрической редукцией, в к торой задание угла поворота осущест вляется непрерывно при вращении СКВТ 8 и дополнительных трансформаторов 9 и 10, представляющих собой второД дифференциальный СКВТ-датчик Необходимость выполнения диффере циального СКВТ-датчика из двух тра сформаторов обусловлена тем, что их роторы должны непрерывно вращаться с относительно высокой скоростью и следовател ьно, они должны быть бесконтактными, а четырехобмоточны бесконтактные СКВТ не выпускаются промышленностью. При вращении роторов дополнител ных трансформаторов 9 и 10 со скоростью п«, а ротора СКВТ 8 через редуктор 6 с передаточным отношение l-6o() со скоростью n() роторы проверяемого трансформатора и параметрического генератора будут вращаться со скоростью (-ЕО)З wgo о где РО коэффициент электрической редукции следящей системы, равный числу пар полюсов проверяемого тран форматора . Из формул (1,3,4) следует, что равенство 4 ,j , необходимое для р боты синхронного детектора 11 в режиме фазового дискриминатора будет выполняться, при о ) т.е. если передаточное отношение редуктора 6 будет равным . (5) В ЭТОМ случае детектор 11 вьщеляет следующие составляющие погрешности проверяемого трансформатора 1 и предлагаемого измерительного устройства: погрешность параметрическо генератора, изменяющуюся с частотой (4 .,м ; погрешность редуктора 5 и фазовращателя 7, с частотой, равной скорости вращения ротора фазовращателя Fj п,(-е); погрешности от редуктора 6, дополнительных вращающихся трансформаторов 9,10 и СКВТ 8 с частотами п,л(-ь ) f погрешности проверяемого многополюсного трансформатора, меняющиеся с частотой, равной скорости прохождения одгного полюсного деления (, п.Зг и рядом кратных частот F KFj , где К 2 8. Если малую величину выбрать такой, чтобы выполнялось условие , то погрешности с частотами Р и Pj могут быть легко подавлены с помощью фильтра высоких частот 12, и регистрирующий блок 13 производит запись только погрешности проверяемого трансформатора . Питание синхронных двигателей 4 и 14 от одного источника обеспечивает протяжку бумажной ленты регистрирующего устройства синхронно с поворотом ротора проверяемого трансформатора. Таким образом, в отличие от прототипа, погрешности СКВТ-датчика и редуктора, связывающего СКВТ с валом модулятора, в данном устройстве исключаются благодаря перенесению их в область частот (за счет использования дополнительных трансформаторов и выполнения редуктора с передаточным отношением „ 1 Исключение указанных погрешностей следящей системы с проверяемым многополюсным трансформатором особенно важно при проверке трансформаторов с небольшим числом пар полюсов, например при проверке ВТП-4, для которых PQ 4 Например, при использовании известного устройства погрешность, вносимая редуктором (выполненным с погреши остью реА. 1 ) следящей си-. Ере А 60 .. с стемы будет Е -р- - -j - J-- . В предлагаемом устройстве данная погрешность принципиально исключается. Формула изобретения Устройство для контроля многополюсных вращающихся трансформаторов, содержащее параметрический генератор, состоящий из ротора с Р числом пар полюсов статора и модулятора, первый синхронный двигатель, вал которого соединен с вашом модулятора параметрического генератора, с валом фазовращателя через первый редуктор с передаточным отношением i 1 -е(Е«1), с валом синуснокосинусного вращающегося трансфор