Бесконтактный индукционный фазовращатель (его варианты)
Саоэ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ
РЕСГ1УЬЛИН (sg 4 Н 02 К 24/00
Г
KF A Y1aP 4 Я
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
\ фий. 1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3740508/24-07 (22) 17.05.84 (46) 07,10,86. Бюл. Ф 37 (72) Н.П.Галич, Ю.А.Пречисский и А.Ф.Кривцов (53) 621.314.214 (088.8) (56) Баканов И.В., Лыска В.А., Алексеев В.В. Информационные микромашины следящих и счетно-решающих систем
М.: Советское радио, 1977, с.12-17.
Авторское свидетельство СССР
У 458930, кл. Н 02 К 24/00, 1972. (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к области электротехники, а именно к эл. машинам, в частности к индукционным фазовращателям,.используемым для пре.о образования фазы в зависимости от угла поворота. Целью изобретения является повышение точности и коэффициента передачи. Фаэовращатель по первому варианту изобретения содержит статор и ротор с обмотками. На роторе установлена обмотка 3 и взаимно перпендикулярно к ней дополнительная 4, подключенная к основной разноименными концами. На статоре размещены взаимно перпендикулярные обмотки 5, 6.
Для бесконтактного подвода питания фаэовращатель снабжен встроенным трансформатором, первичная обмотка 2 которого механически связана с рото,ром, а вторичная обмотка 1 установлена на статоре. Параллельно роторным обмоткам;3,-4 подключена обмотка встроенного трансформатора 2. Параметры фазовращателя удовлетворяют
Условию: (2,/(Z, +Z„)(W„/W,,) )+2, /Хо)
= 0,2, где Z — полное сопротивление вторичной обмотки трансформатора; Z< — полное сопротивление первичной обмотки трансформатора; Х0 реактивное сопротивление намагничивающего контура, М,, И вЂ” чис ло витков первичной и вторичной обмото .трансформатора, Е„ — полное выходное сопротивление фазовращателя. По второму. варианту изобретения фазовращатель содержит фаэосдвигающий контур в виде резисторов и конденсаторов, включенный на его выхо-. де. Первичная обмотка встроенного трансформатора установлена на статоре, а вторичная на роторе, Один из резисторов выполнен регулируемым.
Выполнение указанного условия обеспечивает падение напряжения не более
?62651
207.. Повышение коэффициента передачи фазовращателя достигается включением обмоток трансформатора, при котором в 2 раза уменьшается входное и выходное сопротивления фазовращателя.
2 с.п.ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к фазовращателям, используемым для преобразования фазы в зависимости от угла поворота„
Целью изобретения является повышение точности и коэффициента передачи. На фиг.1 изображена электрическая схема фазовращателя при двухфазном питании в соответствии с первым вариантом; на фиг.2 — то же, при однофазном питании в соответствии с вторым вариантом; на фиг.3 †-..,, эквивалентная схема замещения фазовращателя при однофазном питании.
Бесконтактный индукционный фазовращатель содержит обмотку трансформатора 1, установленную на статоре, обмотку трансформатора 2, установленную на роторе, обмотки ротора основную 3 и дополнительную 4, обмотки 5 и 6 статора, регулируемые резисторы 7 и 8, конденсаторы 9 и 10, полное сопротивление 11 статорной обмотки трансформатора, полное сопротивление 12 роторной обмотки трансформатора, реактивное сопротивление
13 намагничивающего контура трансформатора, полное сопротивление .14 обмотки ротора, реактивное сопротивление 15 намагничивающего контура фаэовращателя, полное сопротивление 16 обмоток статора, полное сопротивление
17 нагрузки.
При двухфазном питании (фиг.1) фаэовращатель работает следующим образом.
На обмотки 5 и 6 статора, сдвинутые в пространстве на 90 (при отключенном фазосдвигающем контуре), подается напряжение от квадратурного источника со сдвигом во времени на 90 н равной амплитуды. При этом в воздушном зазоре фазовращателя создается вращающееся магнитное поле, которое возбуждает в обмотках ротора напряжение, постоянное по амплитуде и линейно изменяющееся по фазе в зависимости от угла поворота ротора, которое с помощью гальванической связи подается на обмотку 2 трансформатора, возбуждает магнитную систему
10 этого трансформатора и наводит напряжение в обмотке 1 этого трансформатора, Это напряжение является выходным напряжением фазовращателя U снимаемым с обмотки 1 трансформатора
U = U cos (gt +(p), я1пс сояЕ (= arctg
i соя - я п я пЕ где U — амплитуда выходного напряжения, В; — фаза выходного напряжения, град;
25 Š— отклонение питающих напряжений от квадратуры (неортогональность); -- угол поворота фазовращателя.
Выражение для погрешности от неортогональности с учетом малости Е можно записать
tg dgE=E я1пк; т
KU = 1 — Esin2g — 1
Дополнительная погрешность от неравенства амплитуд может быть выражена
d Ug.
tg dg — — sin2g,;
2 при выполнении условия
1262651
Z1 Zg
1+---+ — 12
W! Х (Z + Z )(— ) к
40
Повьппение коэффициента передачи 55 при работе на нагрузку достигается эа счет снижения падения напряжения в трансформаторе, повышения коэффигде Š— полное сопротивление в-oz ричной обмотки трансформатора;
Z, — полное, сопротивление первичной обмотки трансформатора;
Х вЂ” реактивное сопротивление íà- 10 о магничивающего контура;
W,, W — число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора;
Z — полное выходное сопротив- 15 ление фазовращателя, Степень влияния погрешности источника может быть существенно уменьшена, погрешность от неравенства амплитуд сводится к второму порядку ма- 20 лости, а от неортогональности уменьшается вдвое. При однофазном питании (фиг.2) фазовращатель работает следующим образом. При подаче напряжения на обмотку 1 статора трансформатора в25 обмотке ротора трансформатора 2 индуцируется ЗДС, которая возбуждает обмотки 3 и 4 фазовращателя, возникающее в воздушном зазоре вазовращателя магнитное поле наводит ЭДС в g0 обмотках 5 и 6 статора, пропорциональные синусу и косинусу угла говорота. При подключении к этим обмоткам резисторов 7 и 8 и конденсаторов 9 и 10 обеспечивается при определенных условиях, например, настройки в резонанс RC-цепочек,.временной о сдвиг на 90 и напряжение на выходе фаз овращателя становится линейно изменяющимся по фазе при постоянной амплитуде.
Повьппение точности преобразования за счет стабилизации выходного напряжения фазовращателя при повороте роо о тора от 0 до 360 обусловлено выполнением первичного и вторичного
45 симметрирования. Первичное симметрирование выполняется подключением разноименных обмоток к выходной обмотке трансформатора, а вторичное симметрирование — предложенным в со50 ответствии с вторым вариантом соединением элементов фазосдвигающего контура. циента связи фазовращателя и возможности использования фазосдвигающего контура с ниэкоомным сопротивлением.
По второму варианту изобретения минимальное падение напряжения встроенного трансформатора при подключении к обмотке 2 разноименных концов обмоток 3 и 4 обеспечивается при выполнении условия
+ (1,2, Z (Z + Z )(- )> о 2 где Z — полное сопротивление первичной обмотки трансформатора;
Z — полное сопротивление вторич2 ной обмотки трансформатора;
Х вЂ” реактивное сопротивление нао магничивающего контура;
W,, W — число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора;
Z — полное входное сопротивление
И фазовращателя, Приведенное выражение получается из уравнения трансформатора, эквивалентная схема которого приведена на фиг.3. Представленное выражение характеризует коэффициент связи трансформатора и степень сопротивления фазовращателя.
При выполнении этих условий может быть достигнуто падение напряжения не более 207. Повьппение коэффициента фазовращателя включением обмоток трансформатора и фазовращателя, при котором в 2 раза уменьшается входное и выходное сопротивление фазовращателя, что в свою очередь обеспечивает возможность выполнения. условия
К = Х с 1,2Ек где R — активное сопротивление каждого резистора;
Х вЂ” реактивное сопротивление каждого конденсатора. формула и з о б р е т е н и я
1. Бесконтактный индукционный фазовращатель, содержащий статор с двумя взаимно перпендикулярными обмотками и ротор с обмоткой, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и коэффициента передачи, он снабжен встроенным
$ е 12626 трансформатором, первичная обмотка которого механически связана с ротором, а вторичная — со статором, и дополнительной обмоткой, установ.ченной на роторе взаимно перпендикулярно к первой роторной обмотке и подключенной к ней разноименными концами, а к этимобмоткам параллельно поцключена первичная обмотка трансформатора и выполнено условие 10
15 где Z — полное сопротивление вторичФ ной обмотки трансформатора;
Z - полное сопротивление пер1 вичной обмотки трансформатора;
Х вЂ” реактивное сопротивление о намагничивающего контура;
W W — число витков первичной обмотки и вторичной обмотки трансформатора; 25
Z„ — полное выходное сопротивление фазовращателя.
2, Бесконтактный индукционный фазовращатель, содержащий статор с двуся взаимно перпендикулярными обмотками, ротор с обмоткой, фазосдвигающий контур из соединенных последовательно первого резистора и первого конденсатора, второй вывод которого подключен к первой выходной клемме, и второго конденсатора, подклк1ченного к первой выходной клемме и первому выводу первой обмотки статора, второй. вывод которой соединен с первым выВОДОм втОрОй ОбмОтки статора и Вто 40 рую выходную клемму, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше20
+ — «0,2, Z f (z + е )(ы /w,) z
Х <1,2Z где Z
Хо
М,, Ы
Z н хс
Zi + ZX 6 о,2, (Z + Zн) () н
51 Ь ния точности преобразования фазы, он снабжен встроенным трансформатором с первичной обмоткой, установленной на статоре и вторичной обмоткой, механически связанной с ротором, второй роторной обмоткой и регулиру емым резистором, роторные обмотки соединены между собой разноименными концами, а параллельно с этими обмотками соединена вторичная обмотка трансформатора, первый резистор выполнен регулируемым, второй вывод первого резистора подключен к первому выроду введенного регулируемого резистора и второй выходной клемме, второй вывод которого соединен с вторым выводом второй обмотки статора, и выполнено условие полное сопротивление первичной обмотки трансформатора; — полное сопротивление вторичной обмотки трансформатора; — реактивное сопротивление намагничивающего контура; — число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора; полное входное сопротивление фазовращателя; — активное сопротивление каждого резистора;
- реактивное сопротивление каждого конденсатора.
1262651
Составитель А,Санталов
Техред:Л.Сердюкова Корректор С.Черни
Редактор В.Иванова
Тираж 631 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 5441/54
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород ул. Проектная, 4
