Бесконтактный линейный вращающийся трансформатор Советский патент 1982 года по МПК H02K24/00 

(S) БЕСКОНТАКТНЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ ВРАЩАЮЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР

Изобретение относится к автомат ческим, вычислительным и дистанционно -следящим системам, а точнее к индукционным устройствам, и пред назначено для преобразования угла поворота ротора в амплитуду выходн го напряжения, изменяющуюся по лин ному закону в зависимости от угла поворота ротора. Известны линейные вращающиеся трансформаторы с обмотками возбуждения и квадратурной обмоткой ид статоре и ротором с обмоткой возбуж дения и выходной обмоткой Cl. Недостатком известных линейных вращающихся трансформаторов (ЛВТ) является сравнительно низкая надежность, которая определяется, в основном, надежностью контактной группы или гибких токоподводов. Обычно применяемое для увеличения надежности контактирования повышени давления на контактную щетку приводит к резкому возрастанию момента трения и снижению чувствительности систем,в которых ЛВТ используется. Срок службы гибких токоподводов определяется сравнительно небольшим числом циклов работы. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му эффекту является ЛВТ, содержащий две взаимно перпендикулярные обмотки возбуждения и квадратурную, расположённую на статоре, электрически взаимно перпендикулярные синусную и косинусную обмотки, расположенные на роторе, а также две обмотки кольцевого трансформатора одна из которых расположена на статоре, а другая на роторе, причем первая обмотка соединена последовательно с обмоткой, возбуждения и подключена к источнику питания, а вторая подключена к косинусной обмотке, синусная обмотка замкнута накоротко, квадратурная обмотка подключена к нагрузке 2. Указанный бесконтактный ЛВТ позволяет повысить надежность и срок службы систем, включающих ЛВТ в качестве элемента и, как следствие , расширить области применения по сравнению с ЛВТ с контактной группой или гибкими токоподводами. Однако наличие в устройстве двух дополнительных обмоток, образующих кольцевой трансформатор, приводит к появлению дополнительных фазовых сдвигов, нарушению фазового баланса и условий симметрирования, некобходи мых для получения линейной зависимос ти амплитуды выходного напряжения от угла поворота ротора. Таким образом, недостатком данного устройства является низкая точность линейного преобразования угла поворота ротора амплитуду выходного сигнала. Цель изобретения заключается в по вышении точности линейного преобразования бесконтактного линейного вращающегося трансформатора. Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее электрическ взаимно перпендикулярные обмотки возбуждения и квадратурную, расположенные на статоре, электрически взаимно перпендикулярные синусную и косинусную обмотки, расположенные на роторе, а также две обмотки коЛьцевого трансформатора, одна из которых расположена на статоре, а другая на роторе, причем первая обмотка соединена последовательно.с обмоткой возбуждения и подключена к источнику питания, а вторая подключена к косинусной обмотке, синусная обмотка замкнута накоротко, квадратурная обмотка подключена к нагрузке, введен конденсатор, включенный последовательно с вторичной обмоткой кольцево го трансформатора. На чертеже представлена структурная схема бесконтактного ЛВТ. Бесконтактный ЛВТ содержит электрически взаимно перпендикулярные обмотку возбуждения 1 и квадратурную обмотку 2, расположенные на статоре. На его роторе расположены электрически взаимно перпендикулярные синусная обмотка 3 и косинусная обмотка k. Устройство содержит также две дополнительные обмотки с коэффициентом взаимоиндукции, не завися1цим от угла поворота ротора, причем первая дополнительная обмотка 5 располо жена на статоре, соединена последова 98 тельно с обмоткой возбуждения 1 и подключена к источнику питания Vc, а вторая дополнительная обмотка 6 расположена на роторе и подключена к косинусной обмотке k. Синусная обмотка 3 замкнута накоротко, косинусная обмотка k подключена к нагрузке. Последовательно с косинусной обмоткой 4 включен конденсатор 7, обладающий сопротивлением, примерно равным индуктивному сопротивлению контура, образуемого косинусной обмоткой k и второй дополнительной обмоткой 6. Принцип работы линейного вращаюЩегося трансформатора основан на том, что напряжение Е на его выходе можно при соблюдении необходимых условий симметрирования получить пропорциональным функции f(oL)r. 1+mcosof Для компенсации дополнительных фазовых сдвигов, обусловленных наличием в контурах дополнительных обмоток 5 и 6, составляющих кольцевой трансформатор, дополнительное сопротивление в цепи косинусной обмотки должно носитьемкостной характер и A -i-обеспечивать фазовый сдвиг Величина указанного сопротивления для каждого конкретного случая определяется соотношением индуктивных сопротивлений обмоток. Таким образом, введение в цепь косинусной обмотки емкости позволяет повысить линейность выходной характеристики бесконтактного линейного вращающегося трансформатора, а следовательно, улучшает технические характеристики в целом тех систем, где данный ЛВТ может быть применен в качестве элемента. Формула изобретения Бесконтактный линейный вращаюЦ1ИЙСЯ трансформатор, содержащий статор с двумя взаимно перпендикулярными обмотками возбуждения и квадратурной, ротор также с двумя взаимно перпендикулярными обмотками - синусной и косинусной и кольцевой трансформатсэр с первичной обмоткой, расположенной на статоре и включен-, ной последовательно с обмоткой возбуждения и вторичной обмоткой, расположенной на роторе и включенной последовательно с одной из обмоток ротора, личающийся тем, что, с целью повышения точности линейного преобразования, он снабжен конденсатором, включенным последовательно с вторичной обмоткой кольцевого трансформатора. 98 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 672710, кл. Н 02 К , 1978. 2. Электротехническая промышленность. Сер. Электрические машины, 1980, № 6 (112) c.lj-l.