Двухотсчетный вращающийся трансформатор

 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к эл. машинам автоматических систем и вычислительной техники, и может быть использовано при создании высокоточных двухотсчетных вращающихся трансформаторов (ДВТ) и фазовращателей. Целью изобретения является повьшение точности, улучшение параметров и снижение трудоемкости изготовления. ДВТ содержит соосно расположенные неподвижный корпус статора 1, несущий магнитопро ,вод 2, и повторный корпус 3 ротора, несущий магнитопровод 4. На магнитопроводах 2, 4 статора и ротора раз- . мещены обмотки (ОБ) 5, первичные и вторичные двухполюсные и многополюсные ОБ каналов грубого и точного отсчета . Вторичные выходные ОБ выполнены кольцевыми в виде последовательно соединенных катушек. Каждая выходная ОБ канала грубого отсчета содержит катушки ОБ канала точного отсчета и выполнена из двух последовательно соединенных частей. Первая часть содержит катушки, расположенные на половине окр -жности магнитопровода с одинаковым направлением намотки, а вторая часть - катушки, расположенные на другой половине окружности магниI топроводов с обратным направлением намотки. Начала ОБ канала грубого и (Л точного отсчетов объединены, а конец ОБ канала грубого отсчета соединен последовательно с остальными катушками ОБ канала точного отсчета. Для . обеспечения взаимоперпендикулярности, расположения ОБ суммы.произведений чисел витков катушек на синус угла О5 их расположения для катушек разного 01 направления намотки должны быть равны СО 1 3.п. ф-лы. 4 ил.,1 табл. со ьэ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1265932 (SD4 Н 02 К 24 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13, р(Ь,, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3825636/24-07 (22) 04.10.84 (46) 23.10.86. Бюл. Р 39 (72) Б.П.Леонов, А.И.Милюков и .А.И.Русских (53) 621.313.334(088.8) (56) Патент США Р 3490016, кл.336-120, 1965.

Авторское свидетельство СССР

h> 417878, кл. Н 02 К 24/00, 1970. (54) ДВУХОТСЧЕТНЬЙ ВРАЩАЮЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР (57) Изобретение относится к области электротехники, а именно к эл. машинам автоматических систем и вычислительной техники, и может быть использовано при создании высокоточных двухотсчетных вращающихся трансформаторов (ДВТ) и фазовращателей. Целью изобретения является повышение точности, улучшение параметров и снижение трудоемкости изготовления. ДВТ содержит . соосно расположенные неподвижный корпус статора i, несущий магнитопро,вод 2, и повторный корпус 3 ротора, несущий магнитопровод 4. На магнитопроводах 2, 4 статора и ротора размещены обмотки (ОБ) 5, первичные и вторичные двухполюсные и многополюсные ОБ каналов грубого и точного отсчета. Вторичные выходные ОБ выпол 1 пены кольцевыми в виде последовательно соединенных катушек. Каждая выходная ОБ канала грубого отсчета содержит катушки ОБ канала точного отсчета и выполнена иэ двух последовательно соединенных частей ° Первая часть содержит катушки, расположенные на половине окружности магнитопровода с одинаковым направлением намотки, а вторая часть — катушки, расположенные на другой половине окружности магнитопроводов с обратным направлением намотки. Начала ОБ канала грубого и точного отсчетов объединены, а конец

ОБ канала грубого отсчета соединен последовательно с остальными катушками ОБ канала точного отсчета. Для . обеспечения вэаимоперпендикулярности. расположения ОБ суммы произведений чисел витков катушек на синус угла их расположения для катушек разного © направления намотки должны быть равны СЛ

1 з.п. ф-лы. 4 ил., табл. Ф

1265932

Изобретение относится к электрическим машинам автоматических систем и >зычислптельной техники и может быть. использовано при создании высокоточных двухотсчетпых вращающихся транс- 5 форматоров (ДВТ) и фазовращателей.

Цель изобретения состоит в повышении точности за счет увеличения максимального числа проводников в 10 пазу выходной обмотки канала точного отсчета п обусловленного этим уменьшения погрешностей, вызванных округ.— лением расчетных чисел проводников в пазах магнитопровода, а также в 15 улучшении параметров, снижении трудоемкостп п упрощении конструкции.

На впг. 1 показана принципиальная конструкция ДВТ; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема ДВТ; на 20 фнг. 3 — одна из выходных обмоток

ДВТ, являющаяся исходной для построеппя выходной обмотки; на фиг. 4 электрическая схема выходной обмотки.

ДБТ состоит пз сооспо расположен- 25 пых псподвпжного корпуса статора (Ьцг.1), несущего магнитопровод 2, п поворотного корпуса 3 ротора, несущего магнптопровод 4. На магнитопро-. водах 2 II 4 статора и ротора в пазах размещаются обмотки 5.

Прппцппиалъно обмотки возбуждения могут размещаться, как на роторе, так п на статоре. В описанном примере обмоткп возбуждения размещаются на роторе, а выходные — на статоре.

Иа роторе (фиг. 2) размещены две пары квадратных обмоток возбуждения: пара двухполюсных обмоток, являющихся обмотками грубого отсчета, и. пара

40 многополюсных с числом пар полюсов ш, являющихся обмотками точного отсчета.

Этп обмоткп могут быть любого типа и обычно выполняются с синусопдальным распредсленпем проводников по пазам иагн> I QIEpoBQEIÎD е

Первая обмотка возбуждения грубого отсчета (фпг. 2) имеет выводы В4. и

В„, вторая — В„ и В„, . Первая о6мотка возбуждения канала точного отсчета пмеет выводы В, и В1„,, вторая50

В Ц„ II B r,E».

ДБТ могут выполняться без вторых (квадрйтпе11> ) цепей Возбуждения °

Выходные обмотки ДБТ выполняются колъц=выми. В предлагаемой конструк- 55 цпп кажда.| иъ>ходная обмотка грубого отсчета выполнена путем использования части витков одной обмотки точного отсчета, имеющих на расточке магннтопровода одинаковое направление намотки в одной угловой зоне, занимающей примерно полуокружность, и противоположное направление намотки в оставшейся угловой зоне. Витки обмотки грубого отсчета включены в начале каждоч выходной обмотки так, что начало обмотки является общим началом выходных обмоток и грубого, и точного отсчетов, проме>куточный вывод после включения всех витков, принадлежащих обмотке грубого отсчета, является вторым выводом обмотки грубого отсчета и вывод после подключения всех оставшихся витков обмотки точного отсчета является вторым выводом обмотки точного отсчета. Первые выводы синусной обмотки точного /С,„,/ и грубого /С„, / отсчетов являются общими, второй вывод обмотки грубого отсчета

/c>I / является проме>куточпым отводом всей обмотки, и второй вывод обмотки точного отсчета /C,/ является концом всей синусной выходной обмотки. Лналогично построена косинусная обмотка и имеет выводы Кп и К„»> соответственно начала обоих обмоток и концы косинусных обмоток грубого К и точного К » отсчета.

Пример образования новой объединенной выходной обмотки ДВТ. На фиг.3 показана синусоидально распределенная кольцевая выходная обмотка точного отсчета с пятью парами полюсов, выполненная на магнитопроводе, имеющем

13 пазов.

В этой обмотке принята нумерация пазов так, что первым пазом считается

«, I паз, расположенный на расточке магнитопровода под углом 45 эл.град.от начала отсчета угла, принятого при расчете распределения этой обмотки. У лобовых частей секций обмотки написаны числа витков в секциях.

Для образования выходных обмоток предлагаемого устройства витки выходной обмотки точного отсчета делятся на две части. Одна часть составляет обмотку грубого отсчета и выполняется в начале обмотки, а другая часть дополняет ее до полной обмотки точного отсчета и выполняется после первой части.

Из обмотки (фиг. 3) выбираем . в первой угловой зоне, занимающей примерно полуокружность, проводники, имеющие положительпьй знак намотки.

1265932

29,750

5,728

60,984

35,296

0,483

0,2975

0,9547

0,9836

0,4104

-0,0604

i7,31

72,69 . 100,38

155,77

183,46

62

86

В другой оставшейся угловой зоне выбираем проводники, имеющие противоположный (отрицательный) знак намотки.

Таким образом, из целой выходной обмотки точного отсчета нами выбраны восемь катушек, последовательное включение которых (фиг.4, верхняя часть) составляет выходную обмотку грубого отсчета.

Если из общей схемы обмотки (фиг.3) изъять выбранные витки и составить схему намотки оставшихся катушек, получится обмотка, представленная на фиг. 4. Последовательное включение двух частей (фиг. 4, соединение между 5 ними показано пунктиром) образуют общую обмотку, эквивалентную исходной обмотке (фиг. 3), а место соединения этиь обмоток дает отвод второго вывода обмотки грубого отсчета.

Аналогично получаются косинусные выходные обмотки грубого и точного отсчета.

Полученная таким образом обмотка грубого отсчета имеет вид обычной двухполюсной кольцевой обмотки, но без синусоидального распределения проводников по пазам, следовательно, в ней могут быть высшие искажающие гармоники. Поскольку первичные обмотки возбуждения грубого отсчета имеют синусоидальное распределение проводников по пазам и в их полях есть только высшие пространственные гармоники, кратные числу зубцов магнитопроводов, несущих обмотки возбуждения, умноженному на целое число, плюс-минус единица (т.е. гармоника КЕ+1, где

К = 1,2,3, ...; Š— число зубцов), то искажение синусоиды двухполюсного грубого отсчета может быть только по имеющимся высшим гармоникам КЕ+1, что для обмоток грубого отсчета не является ощутимым. При составлении выходных обмоток грубого отсчета ДВТ, имеющего две выходные обмотки грубого отсчета, может оказаться, что нет перпендикулярности осей этих обмоток.

Для получения перпендикулярности выходных обмоток грубого отсчета при выборе числа витков wi для обмоток грубого отсчета следует выполнить в каждой обмотке услови;.

1 п

Е% Ьж С ЬМi = 0 (1)

i=1 где i — порядковые номера секций обмотки грубого отсчета, занимающих один паз;

I — число секций обмотки грубого отсчета, имеющих положительное направление намотки;

n — число секций обмотки грубого отсчета;

o(i — угол между началом отсчета углов для обмотки грубого отсчета и осью паза, занятого i-секцией.

Для обеспечения совмещения одного из нулевых положений обмотки точного отсчета с одним из нулевых положений обмотки грубого отсчета (что часто требуется на практике) началом отсчета углов о

В описанном примере образования новой выходной обмотки учтены условия получения перпендикулярности выходных, обмоток грубого отсчета и задано начало отсчета углов ой, необходимое для получения совпадения одного из нулевых положений обмотки точного отсчета с одним из нулевых положений обмотки грубого отсчета.

В примере задано Е = 4, п = 8, даны нумерация секций, положение первого паза, соответствующее положению

45 эл.град. при расчете обмотки точного отсчета, заданы числа витков в занумерованных секциях.

Выполнение условия (t) подтвержда-ется расчетом данным, приведенных в таблице.

1265932

Продолжение таблицы

4 5

2 3

-0 5173

-О, 9918

-О, 1803

21,210

95,825

14,240

-41 211,16

-96 266,54

-79 349,62

При создании обмоток грубого 10 Фо р мул а из о б р е т е ни я отсчета для получения максимального выходного напряжения обмоток грубого 1, Двухотсчетный вращающийся отсчета целесообразно из обмоток точ- форматор, содержащий статор и ного отсчета отбирать максимальное в пазах магнитопроводов которы число катушек, удовлетворяющих требо- i5 мещены первичные и вторичные д ванию приведенного построения обмотки люсные и многополюсные обмотки грубого отсчета, а затем обеспечить .лов грубого и точного отсчетов, раве в авенство (1) исключив часть или

1 чем выходные обмотки выполнены уменьшив в некоторых из них число цевыми в виде последовательно ненных катушек, о т л и ч а ю

50 где i -. порядковые номера катушек;

Х вЂ” число катушек с одинаковым направлением намотки; — число витков i-й катушки; и - число катушек обмотки канала грубого отсчета;

М вЂ” угол, определяющий положение

i-й катушки.

Устройство работает следующим об-. разом.

При подаче напряжения возбуждения на обмотки возбуждения грубого и точ- 5 ного отсчета, на двух выходных квадратурных (синусной и косинусной) обмотках точного отсчета наводятся в зависимости от углового положения ротора (x) соответственно напряжения, З пропорциональные sinm< и cosmot, а на выходных обмотках (синусной и коси-. нусной) грубого отсчета - напряжения, пропорциональные соответственно sinot и cosa .

Использование для образования об35 .моток грубого отсчета тех же секций, что входят в обмотки точного отсчета, . позволяет полностью освободить место ,в пазах магнитопроводов, ранее занимаемое самостоятельными выходными

40 обмотками. грубого отсчета.

Это дает воэможность увеличить число витков выходных обмоток точного отсчета и повысить точность распределения проводников этих обмоток по па-, зам за .счет лучшего округления числа проводников до целых чисел при рас" чете обмоток, а следовательно, и точность устройства в целом.

Высвобождение площади в пазах магнитопроводов для обмотки точног6 от-. счета улучшает соотношение (улучшая добротность обмоток) активной и реактивной составляющих выходных об- моток. Кроме того, снижена трудоемкость выполнения выходных обмоток ДВТ. трансротор, х раэвухпоканаприкольсоедищ и и с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности, каждая выходная обмотка канала грубого отсчета содержит катушки обмотки канала точного отсчета и выполнена из двух последовательно соединенных частей, первая иэ которых содержит последовательно соединенные катушки, расположенные на половине. окружности магнитопровода и имеющие одинаковое направление намотки, а вторая — последовательно соединенные катушки, расположенные на другой половине окружности магнитопровода и имеющие обратное направление намотки, начало обмотки канала грубого отсчета объединено с началом обмотки канала точного отсчета а конец обмотки канала грубого отсчета соединен последовательно с остальными катушками обмотки канала точного отсчета.

2. Трансформатор по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности путем повышения точности расположения осей квадратурных обмоток, число витков катушек каждой обмотки канала грубого отсчета удовлетворяет условию п

w; sine(i — w;sine(i = О, 1=,1 1=1 1

1265932

В21

Фиг.2

1265932

-Уб

421

$2 1g

Составитель В.Комаров

Тадактор О.Юрковецкая Техред А.Кравчук Корректор М.Пожо

Заказ 5678/55 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4