Двухканальный вращающийся трансформатор
Изобретение относится к электротехнике , а именно к электрическим шинам автоматических систем и вычислительной техники и может быть использовано при создании двухканальньпс вращающихся трансформаторов (ДВ Г), имеющих на единой магнитной цепи обмотки грубого и точного каналов. Целью изобретения является повышение . точности ДЕТ. ДВТ содержит на одном и том же магнитопроводе обмотки грубого и точного канашов. Числа витков обмотки возбуждения грубого канала удовлетворяют соотношению
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
85 А1 (19) (И) д1) 4 Н 02 К 24/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А 8TOPGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
s AsinPg, ного канала.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4247304/24-07 (22) 19.05.87 (46) 23.03.89. Бнл. Р 11 (72) F..Ï.Ëåîíîâ и A.P..Ìèëê êoâ (53) 621.314.214 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1034130, кл. Н 02 К 24/00, 1982.
Авторское свидетельство ГССР
Р 417878, кл. Н 02 К 24/00, 1970. (54) ДВУХКАНАЛЬНЬН ВРАЦАЮЩИЙСЯ ТРАНСФОР)1АТОР (57) Изобретение относится к электро. где А = J ((2 -Р) Z,м„„,sin(F/Z,))/
/ (2Р а sin (7r (-P+Z ) /Z < ); i — номера зубцов магнитопровода, несущего обмотки возбуждения; 2, и Š— числа зубцов магнитопроводов, несущих соответственно обмотки возбуждения и выходные; 1 ;1 — число витков секций обмотки возбуждения грубого канала, охватывающих i-v зубец магнитопровода с(, — угол по расточке магнитопровода между заданным произвольно началом
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании высокоточных информационных электрических микромашин.
Цель изобретения — повышение точности двухканального вращающегося трансформатора (ВТ) за счет уменьшетехнике, а именно к электрическим )(( шинам автоматических систем и вычислительной техники и может быть использовано при создании двухканальных вращающихся трансформаторов (ДВТ), имеющих на единой магнитной цепи обмотки грубого и точного каналов. Целью изобретения является повышение точности ДВТ. ДВТ содержит на одном и том же магнитопроводе обмотки грубого и точного каналов. Числа витков обмотки возбуждения грубого канала удовлетворяют соотношению отсчета углов и осью i-ro зубца; Р— число пар полюсов точного канала; С
V„„ — максимальное число витков, охватывающих зубец магиитопровода обмотки возбуждения точного канала; а— отношение величин токов возбуждения грубого и точного каналов; () — допустимая угловая погрешность, вносимая влиянием гармоники цепи возбуждения грубого канала. 3 ил., 2 табл. ния влияния обмотки возбуждения грубого капала на выходные обмотки точНа фиг.1 показана установка магнитопроводов двухканального ВТ в корпусе; на фиг.2 — принципиальная элект1467685
AsinP8, (1) ЧР (Е -Р) Z, W»sin ——
40 Г(Я -Р)
2аР sin -- — —Z» где
Z ZQ рическая схема ВТ; на фиг.З вЂ” пример электрической схемы обмотки возбуждения грубого канала.
Двухканальный ВТ состоит из соос5 но расположенных неподвижного корпуса . 1 статора (фиг. 1), несущего магнитопровод 2, и поворотного корпуса 3 ротора, несущего магнитопровод
4. На магнитопроводах 2 и 4 статора и ротора размещаются обмотки 5.
Принципиально обмотки возбуждения могут размещаться как на роторе, так и на статоре, В описываемом примере выполнения ВТ обмотки возбуждения размещены на роторе, а выходные обмотки — на статоре.
На роторе ВТ размещены две обмотки возбуждения. Обмотка 6 возбуждения грубого канала, имеющая синусоидальное распределение витков, выполнена двухполюсной. Обмотка 7 воз. буждения точного канала выполнена с числом пар полюсов P и может быть как синусоидально распределенной, так и 25 сосредоточенной, типа "зубец — полюс". В рассматриваемом примере обмотка возбуждения канала точного отсчета выполнена по типу "зубец — поИ люс 30
На магнитопроводе 2 статора размещены две пары синусоидально распреномера зубцов магнитопровода, несущего обмотки возбуждения; 45 числа зубцов магнитопроводов, несущих .соответственно обмотки возбуждения и выходные; числа витков секций обмотки возбуждения грубого ка50 нала, охватывакщие i-й зубец магнитопровода, число пар полюсов точного канала; угол по расточке магнитонровода между заданным началом отсчета углов и осью i-ro паза; деленных выходных обмоток: грубого канала синусная 8 и косинусная 9 обмотки, а также синусная 10 и косинусная ll обмотки точного канала. Выходные обмотки грубого канала имеют по одной паре полюсов.
Выходные обмотки точного канала имеют P пар полюсов.
При синусоидальном распределении выходных обмоток точного отсчета в распределении их намагничивающих сил (Н.С.) наибОлее сильной, искажающей точность гармоникой является гармоника, имеющая порядок (Z< — Р), где
2t} — число зубцов магнитопровода, несуг1его выходные обмотки. Поэтому для обеспечения высоких точностей этой гармоники не должно быть в распределении Н.С, цепи возбуждения грубого канала. Однако при расчете синусоидального распределения обмотки возбуждения грубого канала и округлении значений чисел витков в секциях до целых значений получается дополнительный спектр гармоник, который обычно содержит и гармонику (Š— P).
Для устранения этой гармоники в отличие от известного устройства в . предлагаемом ДВТ числа витков обмотки возбуждения грубогб канала должны удовлетворять соотношению
У вЂ” допустимая угловая погрешность, вносимая влиянием гармоники (Z<-P) обмотки воздуждения грубого канала;
V p — максимальное число витков обмотки возбуждения точного канала, охватывающих зубец магнитопровода; а — отношение величин токов возбуждения грубого и точного каналов.
Выполнение соотношения (1) достигается корректировкой (переокруглением).
Пример. Выполнение двухканального ВТ.
Пусть задано: число зубцов магнитопровода ротора, несущего обмотки возбуждения, равное Z< 20; число зубцов магнитопровода статора, несущего выходные обмотки, равное Zq
1467685 ии 21; число пар полюсов обмоток точного канала Р = 1О; максимальное число витков обмотки возбуждения точного канала W p = 100 и обмотки возбуж5 дения грубого канала W iii< = 5.
Обмотки возбуждения грубого и точного каналов соединены последовательно, т.е. коэффициент а = 1.
Задано, что допустимая погрешность 10 от влияния гармоники Zq — P = 21-10 =
11 обмотки возбуждения грубого канала о = 2 угл.с. Числа витков обмот- ки возбуждения грубого канала, охватывающих зубцы магнитопровода, вычисляются по выражению (2) W, = W«co sр(,, где i — номер зубца; р1 - угловое положение оси i-ro 2р зубца.
Начало отсчета углов задается так, чтобы ось одного из пазов, называемого первым, находилась от начала отсчета под углом 45 . Тогда углы с1„ 25 в определяются выражением
2Ti . 1 с(= — — + -- (i ) ° (3)
4 Zл 2
Расчет витков Wi с учетом выражений (2 ) и (3) сведен в табл. 1 (стол- 30 бцы 1-5).
= 0,658152.
35 принимают 1 л1 = 1; на четвертом зубце вместо W4 = -2 принимают W y = -1; на девятом зубце вместо W4 = -5 принимают Wg = -4; на двенадцатом зубце
4р вместо Wi = -2 принимают Wi = -1; на четырнадцатом зубце вместо Ы„4= 2 принимают У„4 = 1; на семнадцатом зубце вместо Гл = 5 принимают W «л Поскольку эта величина превышает допустимую величину 0,1188 более чем в 50 раз, то требуемая точность не обеспечена. Необходимо провести корректировку (переокругление) значений V;. Эта задача решается, например, изменением чисел витков, охватывающих следукщие зубцы: на втором зубце вместо Ы = 2 45 о W,соз11х; = 0,007892; лвЛ ходящийся между 12-м и 13-м пазами, вторым зубцом является зубец между 13-м и 14-м пазами и т.д. У лобных частей каждой секции указано число витков в секции. Суммарное же число витков, охвативающих этм,lil секциями %0 Тогда1 W;sin114„= 0; э=л т.е. после корректировки выполнено неравенство (1), так как 0,007892 ( (0 01188. На фиг. 3 в пазах 12-31 расположены секции обмотки возбуждения грубого канала. Первым является зубец, наПри заданных параметрах правая часть неравенства (1) будет равна l 7/Р (Z -P) W Z sin — —— ер л Z 2аР . 7л (Z -Р (21-10) « 100«20 sin —--20 . л( е «sin2 ф (21-10) 2»1 10 sin - - — — —20 0,01188. Это число является допустимой величиной, меньше которой должна. быть левая часть неравенства (1) ° Вычисляю для рассчитанного распределения обмотки возбуждения (табл. 1, графа 5) значение левой части неравенства (1). Вычисление входящих в это выражение слагаемых сведено в табл. 2. При сложении коэффициентов в столбцах 6 и 7 табл, 2 получают 90 1, sin 11aji = 0; 1иr лО L Wi cos 118; = -0,658152, вЛ тогда левая часть неравенства (1) 1467685 AsinPJ где W rnp 45 каждый зубец, соответствует графе 6 табл, 1. Двухканальный вращающийся транс.форматор работает следующим образам. При подаче напряжения возбуждения переменного тока на обмотку 6 (обмотку возбуждения грубого канала) на выходных обмотках 8 и 9 грубого канала в зависимости от углового положе- 10 ния О(ротора наводятся напряжения, соответственно пропорциональные sinM и cos Q(° При подаче напряжения на обмотку 7 возбуждения точного канала на вы- 15 ходных обмотках .10 и 11 точного канала в зависимости от углового положения 5 ротора наводятся напряжения, соответственно пропорциональные sinPotu cosPd. 20 При одновременном возбуждении грубого и точного каналов на выходных обмотках будут наводиться те же напряжения, что и при возбуждении отдельных цепей возбуждения грубого и точного каналов. Данный ВТ обладает номера зубцов магнитопровода, несущего обмотки возбуждения; числа зубцов магнитопроводов, несущих соответственно обмотки возбуждения и выходные; — число витков секций обмотки возбуждения rpубоro канала, охватывающих i-й зубец магнитопровода; — число пар полюсов точного канала; — угол по расточке магнитопровода между заданным произповышенной точностью, так как в нем значительно (более, чем на десятичный порядок) уменьшено искажение его точности от действия поля возбуждения грубого канала, Формула изобретения Двухканальный вращающийся трансформатор, содержащий магнитопроводы статора и ротора, в пазах одного из которых уложены секции синусоидально распределенной обмотки возбуждения грубого канала и обмотка возбуждения точного канала, а в пазах другого— синусоидально распределенные выходные обмотки грубого и точного каналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния обмотки возбуждения грубого канала на выходные обмотки точного канала, обмотка возбуждения грубого канала выполнена с распределением чисел витков секций, охватывающих зубцы магнитопровода, определяемым из неравенства вольно началом отсчета углов и осью i-ro зубца; 1/Р (Z P)% Z Ы psin fit «(Zn-P) 2аР sin — -- —— r, допустимая угловая погрешность, вносимая влиянием гармоники Zq-Р цепи возбуждения грубого канала; максимальное число витков, охватывающих зубец магнитопровода обмотки возбуждения точного канала; отношение величин токов воздуждения грубого и точного каналов. 1467685 Таблица l \ сов""(И,„, cos 0(; 5 costi Округленнне з ачения витков М, угловое Номера зубцов положение зубца,град. м после пер- после вого ок- переокругления ругления Таблица 2 Номера (Zq-P)a(; = j sinl l a(; зубцов = 11М;, rpap. I cos11а W; cos1 l Я, 1 54 2 72 3 90 4 108 5 126 6 144 7 162 8 180 9 198 l0 216 11 234 12 252 13 270 14 288 15 306 16 324 17 342 18 0 19 18 20 36 0,588 0,309 -0,309 -0,588 -0,809 -0,951 -1 -0,951 -0,809 -0,588 -0,309 0,309 0,588 0,809 0,951 0,951 0,809 1 234 2 72 3 270 4 108 5 306 6 144 7 342 8 180 9 18 10 216 11 54 12 252 l3 90 l4 288 15 126 16 324 17 162 18 0 19 198 20 36 -0,809017 0,951056 — 1 0,95 1056 -0,80901 7 0,587 785 -0,309017 0,309017 -0,58778 0 809017 -0,951056 -0,951056 0,809017 -0,587785 0,309017 -0,309017 0,587785 2, 889 !,545 -1,545 -2,889 -4,045 -4,755 -5 -4, 755 -4,045 -2,889 — 1,545 1,545 2,889 4,045 4,755 4, 755 4,045 -0,587755 0,309017 -0,309017 0,587785 -0,80901 7 0,951056 -1 0,951056 -0,809017 0,587785 -0,309017 0,309017 -0,587785 0,809017 -0,951056 -0,951 056 0,809017 2 -2 -3 -4 -5 -5 -5 -4 -3 -2 2 4 5 3 0 -2 -3 -4 -5 -5 -5 -4 -3 -2 2 4 5 3 0 -1 -3 -4 -5 -5 -4 -4 -3 — 1 1 4 5 -2,427051 1,902114 -1,902114 2,427051 -2,351140 1 545085 -1,545085 2,351140 -2,427051 1,902114 -1,902114 2,427051 -2,351140 1,545085 0 — 1,545085 2, 351140 -1, 763355 0,618034 0,618034 -1,763355 3,236068 -4,755285 -4,755285 3,236068 — 1,763355 0,618034 0,618034 -1,763355 3,236068 -4,755285 -4,755285 3,236068 Ю 2f 27. 23 2Ф 2У 26 27 28 29 50 3 12 13 Я Составитель В. Комаров Редактор Е.Папп Техред A.Êðàâ÷óê Корректор М.Шароши Заказ 1207/51 Тираж 645 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР !!3035, Москва, М(-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина,!О!
