Способ определения ухода нулевого положения вращающегося трансформатора Советский патент 1981 года по МПК H02K24/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к информационным электрическим микромашинам, и может быть использовано для определения дополнительных температурных погрешностей вращающихся трансформаторов, предназначенных для работы в системах автоматического управления и счетно-решающих устройствах. В зависимости от условий работы погрешности вргицающихся трансформаторов можно разделить на основные и дополнительные. К дополнительным погрешностям относят.ся погрешности вращающихся трансформаторов при изменении напряжения и частоты питани и изменения температуры окружающей среды. При изменении температуры окружа щей среды, наряду с изменением коэф фициента трансформациями сдвига фазы выходного напряжения, происходит уход нулевого положения вращающ гося трансформатора. Известен способ компенсации температурной погрешности путем включения активного сопротивления в обмотку возбуждения 1. Недостатком данного способа является уменьшение величины выходного сигнала. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения ухода нулевого положения вращающегося трансформатора при изменении температуры окружающей среды, в соотрртптвии с которым одну из выходных обмоток вращающегося трансформатора подключают к компенсационной схеме, позволяющей более точно измерять выходное напряжение. Квадратурную обмотку закорачивают. При нормальной температуре окружающей среды, поворачивая ротор, устанавливают нулевое положение вращающегося трансформатора io Вращающийся трансформатор i с застопоренным ротором помещают в термокамеру и выдерживают при заданнойтемпературе окружающей среды установленное время, после чего снова производят точную настройку cxeNH и вычисление нового нулевого положения dL . Уход нулевого положения вращающегося трансформатора при изменении температуры окружающей среды определяют как разность Ш. Йедостатками данного способа являются сложность применяемой компен сационной схекка и необходимость стопорения ротора. . Цель изобретения - упрощен е спо соба определения ухода нулевого пол жения вращающегося трансформатора при изменении температуры окружающе среды. Указанная цепь достигается тем, что в способе, при котором на обмот возбуждения подают номинальное напряжение, ротор поворачивают в поло жение, при котором напряжение на одной из выходных обмоток станет минимальшли- при одной температуре, затем устанавливают другую температ ру и вращающийся трансформатор выдерживают при данной температуре бжружающей среды заданное время, при обеих температурах измеряют ЭДС квадратурной обмотки, входное сощ}отивлениё холостого хода, сопроти ление намагничивания, индуктивное сопротивление рассеяния и активное сопротивление квадратурной обмотки и вычисляют уход нулевого положени по формуле % к - аЕк4 НЕк„Ь (.) где uEi, - изменение ЭДС квадратурн , обмотки при изменении те пературы окружаняцей сред на данную величину; ЭДС квадратурной обмотки при заданной температуре окружающей среды; ЭДС квадратурной обмотки при нормальной температ окружающей среды; ZBK.U -k L .. ll-- - 1 Kft- (. r I m L (-t-y -постоянные коэффициенты для данного типа вращающ гося трансформатора; -номинальное напряжение возбуждения; -входное сопротивление х лостого хода; -сопротивление намагничи вания; -полное сопротив ление кяадратурной обмотки (ZK. fx|7+ J . индуктивное сопротивлен рассеяния квадратурной обмотки; активное сопротивление квадратурной обмотки; изменение-| при измене т емпературьг окружающей среды на данную величин На фиг. 1 приведена электричес схема включения вращгиощегося тран форматора; на фиг. 2 - диаграмма направлений осей магнитного поток Способ определения ухода нулевого оложения вращающегося трансформаора при изменении температуры окруакяцей среды представляет собой слеующую последовательность действий; омещают вращающийся трансформатор в термокамеру; подают на обмотку возбуждения В1В2 нот инальное напряжение; поворачивают ротор в положение, при котором напряжение на одной из выодных обмоток (например, синусной обмотке С1С2), измеренное при помощи вольтметра фиксированной частоты,станет минимальным; измеряют при помощи вольтметра фиксированной частоты ДС квадратурной обмотки ВЗВ4 при нормальной температуре окружающей среды;.устанавливают в термокамере заданную температуру;выдерживают вращающийся трансформатор при данной температуре окружающей среды заданное время; измеряют при помощи вольтметра фиксированной частоты ЭДС квадратурной обмотки ВЗВ4 при заданной температуре окружающей Среды; при обоих температурах определяют входное сопротивление холостого хс5да, сопротивление намагничивания, индуктивное сопротивление квадратурной обмотки и активное сопротивление квадратурной обмотки; вычисляют уход нулевого положени вращающегося трансформатора по формуле (1). Уход нулевого положения вращающегося трансформатора при изменении температуры ркружаквдей среды равен углу поворота оси магнитного потока, который пропорционален величине изменения поперечной составляклцей магнитного потока. Поскольку между поперечной составляквдей магнитного потока и ЭДС квадратурной обмотки существует функциональная зависимость , то и между уходом нулевого положения вращающегося трансформатора и изменением ЭДС квадратурной обмотки должнс1 существовать функцио нальная связь. Уход нулевого положения вращающегося трансформатора при изменении Температуры окружающей среды от ty до t равен при разомкнутой квадратурной обмотке (l) Jf L где - изменение ЭДС квад ратурной обмотки при изменении температуры окружакхцеГ среды; напряжение возбужд ия. Можно принять д( ) тогда Обозначив U tПолучим (5 Для получения зависимости между уходом нулевого положения вращающегося трансформатора и изменением ЭД квадратурной обмотки при закороченн квадратурной обмотке рассмотрим диаграмму направлений осей магнитного потока, представленную на Фчг. 2. 0 магнитный поток идеализированного вращающегося трансформатора в режиме холостого хода; Ф - магнитный поток реального вращающегося трансформатора при разомкнутой квадратурной обмотке и нормальной темпера туре окружающей среды; ф, - магнитный поток реального вращсиощегося трансформатора при замкнутой накоротко квад ратурной обмотке; магнитный поток реального 1 вращающегося трансформатора при разомкнутой квадратурной обмотке; магнитный поток реального вращающегося трансформатора при замкнутой накоротко квад ратурной обмотке. Хгол между осями магнитного потока Ф и ч, характеризующий демпфирующие свойства квёщратурной обмотки при температуре окружакнцей среды равный ) .Mfcl.c где2 j - полное сопротивление квадратурной обмотки. Угол между осями магнитного пото ка 4, и f характеризующий демпфи рующие свойства квадратурной обмот7 ки при температуре окружающей среды t равный. тлш Уголмежду осями магнитного пото ка ф и ф„ ,равный уходу нулевого положения вращающегося трансформатора при изменении температурй окружаю щей среды от tN до t и разомкнутой квадратурной обмотке, находится , по формуле (5). Угол между осями магнитного потока Фо.и фд. , равный уходу нулевого положения вращающегося трансформатора при изменении температуры окружающей среды от tN до t и замкнутой накоротко квадратурной обмотке, находится по формуле - Подставив в (9) значения Углов з (5), (6) и (7), получим UQU I KM EKi-MKH f91 -- .«{1гЛ1} i4°«,-|,) Технический эффект предлагаемого способа определения ухода нулевого положения достигается тем, что отпадает необходимость в сложных компенсационных схемах и в стопорении ротора, так как возможный разворот его под воздействием.изменения температуры окружающее средал, порядка нескольких угловых минут, практически не сказывается на величину ЭДС квадратурной обмотки. Формула изобретения Способ определения ухода нулевого положения вращающегося трансформатора содержащего квадратурную обмотку, при изменении температуры окружающей среды, заключающийся в том, что на обмотку возбуждения вращающегося трансформатора подают напряжение при одной температуре окружающей среды, поворачивают ротор вращающегося трансформатора в положение, при котором напряжение на одной выходной обмотке станет минимальным, затем выдерживают вращающийся трансформатор при другой температуре окружающей средаа, отличающийся тем, что, с целью упрощения при первой температуре и после выдержки вращающегося трансформатора при второй температуре, измеряют ЭДС квадратурной обмотки, входное сопротивление холостого хода, сопротивление намагничивания, а также индуктивое сопротивление рассеяния и активное сопротивление квадратурной оботки, а уход нулевого положения ращающегося трансформатора опредеяют по формуле Ао 1 к ЧЕцг ьЧи ( где ДЕц - изменение ЭДС квадратурной обмотки при изменении температуры окружгиощей среды на данную величину; ЕК - ЭДС квадратурной обмотки при заданной температуре , окружающей среды; Е nf( - ЭДС квадратурной обмотки при нормальной температуре окружакмцей среды; 1. |SiiK.KJl-|b4u(,K,-K,-|4 Uj п, 1 L вх v exAJj 5 1V iftx/ - постоянные коэффициенты для данного типа вращающегося трансформатора;

«

номинальное напряжение

возбуждения;

2|Х

входное сопротивление

холостого хода;

Ztn

сопротивление нгмагничивания;

полное сопротивление

квaдpatypнoй обмотки;

индуктивное сопротивление

рассеяния квадратурной .обмотки; I активное сопротивление

квадратурной обмотки;

(i

JJi.

изменение

при измене Zftm . 2

НИИ температуры окружгио щей среды на данную величину.

Источники информации, «принятые во внимание при экспертизе 1. Амитжа ов А.А. и др. индукционный редуктосин. М., Энергия , 1971, с. 76.

2. Баканов М.В. и др. Информационные микромашины следящих и счетно-решающих систем. М., Со1977, с. 59.

ветское радио