Двухотсчетный вращающийся трансформатор

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании высокоточных информационных электрических машин. Целью изобретения является повышение точности использования двухотсчетных вращающихся трансформаторов путем повышения точности канала грубого отсчета и повышения редукции точного отсчета. Двухотсчетный вращающийся трансформатор содержит выходные обмотки точного отсчета, выполненные по типу два зубца-полюс, и выходные обмотки грубого отсчета, выполненные из секций обмоток точного отсчета. Каждая выходная обмотки (синусная и косинусная) состоит из двух частей, согласное соединение которых образует выходную обмотку точного отсчета, а встречное соединение - синусоидально распределенную выходную обмотку грубого отсчета. Каждая часть обмотки состоит из последовательно включенных секций, охватывающих по два зубца магнитопровода. Приведены выражения для определения чисел витков в частях синусной и косинусной обмоток. 2 ил. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) Н 02 К 24/00

5 : о t,"Р 11я" д !

Л L! <.". . списочник изоьретения

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ УНТ СССР

H A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4457529/24-07 (22) 08. 07. 88 (46) 23.09.90. Бюп. F, - 35 (72) Б.П.Леонов и A.È.Ìèëþêoâ (53) 623.313,334:654.94 (088.8) . (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1265932, кл. Н 02 К 24/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР

Р 1312696, кл. Н 02 К 24/00, 1987.

Ф (54) ДВУХОТСЧЕТНЫЙ ВРАЦАЮЦИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР (57) Изобретение относится к электротехнике и может бьггь использовано при создании высокоточных информационных электрических машин. Целью изобретения является повышение точности использования двухотсчетных вращающихся: трансформаторов путем повышения точ ности канала грубого отсчета и повыИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в при создании высокоточных информационных электрических микромашин.

Целью изобретения является повышение точности канала грубого отсчета двухотсчетного вращающегося трансформатора (ДВТ) .

На фиг.1 показан принцип построения ДВТ; на фиг.2 — принципиальная электрическая схема включения обмоток ДВТ.

ДВТ состоит из соосно расположенных неподвижного корпуса статора 1, несущего магнитопровод 2, и поворот. ного корпуса ротора 3, несущего маг5Ц. 1594657 А1

2 шения редукции точного .отсчета. Двухотсч ет ный вращающийся тра нсформат ор содержит выходные обмотки точ ног о отсчета, выполненные по типу два зубца-полюс, и выходные обмотки грубого отсчета, выполненные из секций обмоток точного отсчета. Каждая выходная обмотки (синусная и косинусная) состоит из двух частей, согласное соединение которых образует выходную обмотку точного отсчета, а встречное соединение — синусоидально распределенную выходную обмотку грубого отсчета. Каждая часть обмотки состоит из последовательно включенных секций, охватывающих по два Я зубца магнитопровода. Приведены выражения для определения чисел витков в частях синусной и косинусной обмоток.

2 ил,, 2 табл. нитопровод 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 ДВТ обмотки возбуждения размещены на роторе, а выходные обмотки — на статоре.

Конструкция обмоток возбуждения может бьггь любой. Могут бьггь по две квадратурные обмотки грубого и точно-, го отсчетов, может бьггь по одной обмотке грубого и точного отсчетов и может бьггь одна общая обмотка возбуж-. пения и грубого и точного отсчетов

1594657

25 () — )в(п4(;I) 4 (1+ ) s in 0(; l ) 5 " ;); (2) для косинусной выходной обмотки

W = (1) ((1+ )cos()() )Ь + (1 )sinful ) к )3 —,W Г

1 II

24I

4 = (-)) 4 "— (()- (я(п VII)g (1+(в(п6l) dI() (4) где

1 Ja

-(-1) sign(sinK );

Я 4.4

-(-1) s ign(s in Ы;);

Л+4

-(-1) sign(соs ()(();

4-Л

- (- 1) s ign (co s 0f j ), 1 сi

h ;=—

И Н(к

2 и

Ы к

6 =к4 2 (это случай последовательного включения обмоток грубого и точного отсчетов). Тип выполнения обмоток возбуждения (кольцевых или барабанных) и вид обмоток (синусоидально-распреде.— ленных или сосредоточенных или их сочетание) тоже могут быть любыми. В описываемом примере цепь возбуждения для обоих отсчетов выполнена в виде общей обмотки 6 (фиг.2), размещенной на магнитопроводе ротора.

Выходные обмотки, размещенные на статоре, образуются путем разделения выходных обмоток точного отсчета, вы- 15 полненных по типу два зубца — полюс (сосредоточенные обмотки), на две части беэ какого-либо дополнения и изменения витков.

Разделение выходных обмоток на части произведено так, что их согласное включение образует выходные обмот ки точного Отсчета, т .е. обмотки типа два зубца — полюс, а их встречное включение образует двухполюсные

2 4(Ы; = (-1) — t(1+csin О(;)) >

Я4(II WI)() Г

W „= (-1) -- 1(1 — )sin d„ ()I(4I ; + номер паза, совпадающего с осью секции, Охватывающей два зубца магнитопровода, причем в выражениях для частей синусной выходной обмотки i принимает значения 2, 4,6,...,z, à для частей косинуснОЙ ВыхОднОЙ ОбмОтки — 45 значения 1,3,5,...,z-1 (z число пазов магнитопровода); числа витков в секциях первых частей соответственно

=-инусной и косинусной обмо50 ток; числа витков в секциях вторых частей соответственно синусной и косинусной обмоток;

55 число витков выходной Обмотки точного отсчета, охватывающих Два зубца магнитонровода ", I синусоидально распределенные обмотки грубого отсчета. Части выходных обмоток состоят из последовательного включения секций, охватывающих по два зубца, Поскольку все выходные обмотки и их части образованы из секций, охватывающих по два зубца, а секции, образующие синусные и косинусные выходные обмотки, смещены одна относительно другой на одно эубцовое деление магнитопровода, при нумерации пазов магнитопровода порядковыми номерами оси секций синусных и косинусных обмоток совпадают с осями пазов, имеющих для одних обмоток и их частей четные номера, для других — нечетные.

Для получения синусоидального распределения обмоток грубого отсчета каждая часть обмотки состоит из последовательно. включенных секций, охватывающих по два зубца магнитопровода, числа витков в которых определеНы выражениями: для синусной выходной обмотки

I () - угловое положение i-ro паза, определенное выражением

Г(2 о(; = — — — — — + — — (i-1);

4 z z

z — число зубцов магнитопровода;

Таким образом, синусная обмотка точного отсчета образуется из последовательного согласного включения первой 7 (фиг,2) и второй 8 частей синусной обмотки, а косинусная обмот-

57 6

10 к первой части 9 косинусной обмотки ° Выходные напряжения грубого отсчета синусной и косинусной обмоток подключаются соответственно к первому и второму выходам переключателем 1! при положении ГО .

Покажем математически, что суммы витков в секциях частей синусной и косинусной выходных обмоток дают законы намотки обмоток точного отсчета, а их разности — законы намоток двухполюсных синусоидальных распределенI ных обмоток.

Для синусной обмотки получают (для четных i):

Синусная выходная обмотка грубого отсчета образуется встречным подключением второй части 8 к первой части

7 косинусной обмотки, а косинусная, М обмотка грубого отсчета образуется встречным подключением второй части

+ (1- 81пО(;! ),6 ; + (1-1$1п 0(, ) Дс, + (-1) Wln(- — (-1) - sign fsin0(>) + !

1 !ф г

) — 1

Ы. Ы вЂ” (1) 2,(1+js

2+i l2 4 l (1+ lsinolil) ((с) (1) )$1п o(;l (4> Ь + 4 4Д (1) w<(sina 1

2л) 2 Ф

- -(-1) sign(sino(;) + -(-1) в оп(з1п0(, )1 = (-1) 2 WnlIsina((l sign(sin 0()»

Г! i(g 1

-(-1) + -(-1) (-1) (-1) 2 И(я /sin0(l sign(sink)) = W(0sin0(;.

1 1/2 1

Аналогично для косинусной обмотки (для нечетных i) t-4 1 и,, + м,"„= (-1) l — "(()+lcos4;l)4<, (4 -!

+ (1+ Icos0((I)44„, g — (-1) — .(1+ )cos 0(I

L ! ll

" ьх(— (1+ (cos 0!iI) 6(((= icos h(.

1 Icos 0((l ) 5)((+ (1 соз О() )Д +

)Дк, + (1- cos lI) Ьк((1 созО(() )(40

50

5 15946 ка точного отсчета образуется из последовательного согласного включения первой 9 и второй 10 частей косинусной обмотки. Выходные напряжения точного отсчета синусной и косинусной обмоток подключаются соответственно к первому и второму выходам переключателем 11 при его положении "ТО".

/ 2л) и ; + и!!, = (-1) " — ((l+ is(A il)()c,; Я 4 (. () + ) e in g; l ) 4 ) = (- ) ) w (4 <, 4 с, )

1 2л1 - . 2+I

+ -- — (-1) 2 зддп(з п()())) = (-1) 2 W .

Поясним образование частей выходных обмоток на примере ДВТ, имеющем точный отсчет с пятью парами полюсов, выходные обмотки точного отсчета кот ор ог о ра змещены на ма гнит опр ов одe, имеющем 20 пазов, выполнены по типу два зубца — полюс и имеют число витков, охватывакицих два зубца, равное ста.

Вычисление предварительных величин, входящих в выражения (1) — (4), для всех значений i приведено в табл. 1.

Вычисленные по величинам табл. значения чисел витков в частях синусной и косинусной обмоток, а также их сумм и разностей, что дает распределения витков соответственно обмоток точного и грубого отсчетов, приведены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что обмотки точнсго отсчета получены в виде два зубца — полюс, а обмотки грубого отсчета распределены пропорционально синусу

\ и косинусу угла по расточке манитопровода ()(;.

Трансформатор работает следующим образом.

При подаче напряжения на обмотку 6 при положении переключателя 11 "ТО" на первом и втором выходах в зависимости от углового положения О(ротора наводятся напряжения, соответственно пропорциональные sinp(K и созр0((где р — число пар полюсов точного отсчета), а при положении переключателя 11

"ГО" на первом и втором выходах и в зависимости от углового положения К ротота наводятся напряжения, соответственно пропорциональные sink u cosN.

1594657 а ГОР и РОтор, В

11 (-1) — ((1 + sin 0(;1) и ; +(1 — /sin()(1;() Ьс) ;

1 вЯ (-1) — ((1 - Is(no(;I) 6 ; +(I s ) еinct,I) ();J, для к оси нусно и обмот ки

2 W))) 1 11 м " ()) 2 1(1 + ) сояй 1)() «(1 — I coo sl; I) Lsd;

i-1 — (() Icoec(iI) () si +() + Icos s(;1)(l л g

2 ) номер паза, совпадающего с 1! 1 1 осью секции, который в выра-

1С 1(, 1Ф1 значения 2,4,6, „.. „z„ а в вы- 1 1

1 ll = — — -(-1) sign(cos(), ). ((1 ъ ражениях W и И вЂ” значе1К

I — I ния 1,3,5,..., z-1; 40

1 число пазов магнитопроводов; 6„; — 2 — 2(- ) эл.яп(соэО(;); число витков о витков в секиии выхоц. трансформатор снабжен переключающим ной обмотки и обмотки точного отсчета; устройством, к которому подключены угловое гловое положение i-го паза части выходных обмоток, для включения

11 2 II при одном положении его контактов ь/ — — — .(. — (j — 1) °

4 z z частей каждой выходной обмотки между собой последовательно согласно и образования выходных обмоток точного отсчета, а при другом положении контактов для включения частей каждой выходной обмотки между собой последовательно встречно и образования выходных обмоток грубого отсчета. где

1 1 а/в

ll

1 (9 6(1 (-) к1 1 1( коэффициентыр Равные

1 1 1И

О..= — — - (-1) s ign (s iп 4);

Ci — ДВТ обладает значительно более высокой точностью грубого отсчета независимо от конструкции цепи возбуждения имеет малую погрешность от влияр

5 ния цепи возбуждения точного отсчета. на грубый отсчет, что достигнуто получением синусоидального распр еделения выходных обмоток грубого отсчета., и может обеспечивать рабо(1 оспособность ДВТ при высокой редукции точноГ О От СЧ Ета,, Выходные обмотки грубого отсчета не занимают места в пазах магнитопровода, так как получены особым пеРеключением секций обмоток точного отсчета, что дает повышение эгергетических параметров ДВТ.

Формула изобретения

Двухотсчетный вращающийся трансформатор, содержащий ст пазах магнит опр оводов кот ор ых размещены обмотки грубого и точного отсчетов, выходные квадратурные обмотки, синусная и косинусная, точного отсчета выполнены по типу два зубца — полюс, а выходные квадратурные обмотки грубого отсчета выполнены из секций выходных обмоток точного отсчета, отличающи йся тем, что, с целью повышения точности канала грубого отсчета, каждая выходная квадратурная обмотка состоит иэ двух частей, выполненных из последовательно включенных секций, охваты-, вающих по два зубца магнитопровода, числа витков в которых определены вы ражениями: для синусной обмотки

1594657

Таблица 1 J

4. ° s lg11, ) slI1 g (t slgll С0$ в(I (з п М;) (cos N;) a!;J

6к А„; й

0,8090

1 О

1 1

1,00

Табли ца 2

90 10

100

90

10

100

-65 -100

-35

-100

-100

100

35 65 100 -30

10

100

-35

-90 -1 О -1 00 -80

-65

-100

О 100 100 00

1 —.90 -1 О -1 00 -8 О

-30

100 .

-80

-10

-100

35 65 100 -30

-100

100

100 -65 -100 " 30

-35

-10

-100. -80

90 10 100 80

О -100 -100 100

-30

100

-65 -100

1 - 36

2 54

3 72

4 90

5 108

6 126

7 144

8 162

9 190

10 198

11 216

12 234

13 . 252

14 270

15 288

16 306

17 324

18 342

19 О

20 18

2

4 О

6

8

10 35

11

12 -90

13

14 О

16 . 90

17

18 35

19

20 -35

1, 0000

0,8090

0,3090

0,3090

0,8090

1, 0000

0,8 09

0,309

О, 309

0,8090

О, 3090

0,3090

0,8090

1, 0000

0,8090

0,309

0,309

0,809

1 О

О 1

О 1

1 G

О 1

1 О

О 1

1594657

ФигХ

Составитель В.Комаров

Редактор И Лмакова Техред П.Олийнык . Корректор В.Гирняк

Тираж 440

За ка з 2836

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета iso изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

tl се