Многополюсный синусно-косинусный вращающийся трансформатор

 

2I2353

ФД %NT. 3»ваяв»в

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски»

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 06.Х11.1966 (№ 1117514/26-24) с присоединением заявки ¹â€”

Кл. 21с, 46/05

74Ь, 8/03

21d -, 53/02

МПК G 051

G 08с

Н 021

УДК 621.313.334:654.94:

:621.372.632 (088.8) Приоритет—

Комитет по делам иаобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 29.11.1968. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 24Х.1968

Лвтор изобретения

А. И. Милюков

Заявитель

МНОГОПОЛ1ОСНЫЙ СИНУСНО-КОСИНУСНЫЙ

ВРА1ЦА1ОЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР

Известны многополюсные вращающиеся трансформаторы, состоящие из неподвижного статора и поворотного ротора, на которых расположены квадратурные обмотки, сдвинутые между собой на 90 эл. град.

Описываемый вращающийся трансформатор отличается тем, что, с целью повышения точности синусно-косинусного преобразования, магнитопровод статора или ротора, несущий обмотку возбуждения, выполнен с числом пазов, не кратным числу пар полюсов (к), магнитопровод, несущий выходные (синусную и косинусную) обмотки, выполнен с числом пазов, кратным удвоенному числу полюсов (4к).

Распределение проводников по пазам для обмотки возбуждения и квадратурной к ней обмотки синусоидальное с периодичностью

360/2 градусов, а распределение проводников по пазам выходных обмоток — равномерное со сменой направления намотки в пазах через каждые 360/2 к градусов.

Кроме того, для .получения одинаковых параметров квадратурных обмоток при числе пазов магнитопровода, не кратном четырем, одна из осей обмоток возбуждения, соответствующая максимальному.значению поля в зазоре машины, смещена относительно одного из пазов магнитопровода, несущего обмотку возбуждения, на угол, равный углу, соответствующему полюсному делению вырубки магнитопровода, умноженному на дробную часть

3 от — частного от деления числа пазов»ar8 нитопровода на число пар полюсов машины.

На фиг. 1 показан пример выполнения вырубки магнитопроводов; на фиг. 2 — схема выполнения вторичных обмоток вращающегося трансформатора (а — синусная, б — косинус10 ная) .

Трансформатор содержит статор 1 с 23 зубцами, ротор 2 с 20 зубцами, .пазы т. Ось обмотки возбуждения смещена относительно паза магнитопровода на угол ат.

15 Физическая основа повышения точности предложенного трансформатора перед существующими "àêëþ÷àåòñÿ в следующем. B многополюсных трансформаторах число пазов магнитопровода, где размещаются витки об20 мотки возбуждения, приходящихся на одну пару полюсов, мало, и получить синусоидальную форму поля возбуждения в зазоре практически невозможно. Поэтому, если число пазов магнитопровода, несущего обмотку воз25 буждения, кратно числу пар полюсов, обмотка возбуждения создает хорошо усредненное, но сугубо несинусоидальное поле для всех пар полюсов. Выполнение же чисел пазов не кратным числу пар полюсов и нанесение чи30 сел проводников по синусоидальному закону

3 дает возможность получить на каждой паре полюсов все поля разной формы, а усреднен-ное поле (если просуммировать поля íà огдельных парах полюсов) получается синусои. дальным, Эффект усреднения обеспечивается применением шага вторичных обмоток равным

360/2 к эл. град. (т, е. 180эл. град.) и равно мерным распределением проводников по пазам.

Если число пазов магнитопро вода не кратно четырем при произвольном задании в расчете начала отсчета угла а, вид квадратурных обмоток и значение чисел проводников в пазах будут различные, что приводит к некоторым отличиям в параметрах обмоток и усложняет технологический процесс нанесения обмоток. В этом случае целесообразно, с целью получения одинаковых параметров квадратурных обмоток, одну из осей обмотки возбуждения, соответствующую максимальному значению, поля ia зазоре машины, сместить относительно оси одного из пазов магнитопровода на угол, равный

ГЗ z1 а1 — a„ дробная часть числа — — (, (1) 8 А

ГЗ z1 ат — а,(1 — дробная часть чясла(— — (, (2) (8 lг) где а, — угол, соответствующий полюсному делению магнитопровода, где размещена обмотка, равный 360 /г.

z — число пазов магнитопровода;

k — число пар полюсов машины.

При таком задании начала отсчета углов синусная и косинусная обмотки будут идентичны по виду и одинаковы по параметрам.

Построение предлагаемого вращающегося трансформатора рассмотрим на примере десятиполюсной машины (/г5). Для выполнения первого и второго признаков отличия число пазов z> магнитопровода, несущего обмотку возбуждения, примем равным 23, а число пазов zs магнитопровода, несущего выходные обмотки 20.

Согласно фиг. 1, предполагается размещение обмотки возбуждения .на статоре 1. Вырубка статора имеет пазы и с наружного диаметра, так как в рассматриваемом примере обмотка возбуждения и квадратурная к ней обмотка будет кольцевого типа (наносится через ярмо). Вырубка магнитопровода ротора

2 имеет пазы только по наружному диаметру, так как предусматривается выполнение выходных обмоток барабанного типа. Порядковые числа на вырубках ротора и статора обозначают номера пазов.

Выходные обмотки проводников одинаковы во всех пазах, направление намотки показано в табл. 1 («+» — одно направление, « — »вЂ” противоположное).

Схема нанесения выходных обмоток на роторе 2 согласно табл. 1 показана на фиг. 2 (а— для синусной обмотки; б — для косинусной).

Так как число пазов магнитопровода стато:ра 1 не кратно четырем, нервный паз магнитэ12353

Таблица № 1 обмоток проводников

Направление намотки выходных

О бмотки № пазов синусная косинусная

+

20 провода ориентирован относительно синусного

25 поля в соответствии с выражением (1) или (2): т1 — — а„подробная часть (—.— (= — ><

Г 3 z 1 360 (8 k(23

X дробная часть (—,— !(= 11 20 52" (8 5 (360 (/ 3 23 1 или а1 — — >; 1 — дробная часть (—.— ) (=

23 (8 5))

= 4 18 15, 7".

Примем а1 — — 4 18 15,7", что соответствует электрическому углу а,(= 5ат = 21 ЗГ18,7".

Расчет закона намотки сведен в табл. 2.

Таблица 2

Расчет синусоидально-распределенных обмоток

30 о

О! (®

В II з(п иэ пазов

1

3

5

7

9

11

12

13

14

16

60 17

18

19

21

22

65 23

2

4

6

8

11

12

13

14

16

17

18

19

21î 31 т 18 "н

99 46 57"

178о02 36"

256 18 15"

334 ЗЗ 54"

412 49 33"

491 "05 12

569о20 51"

647 36 30"

725.52 09"

804 07 48"

882 23 27"

960 39 06"

1038 с54 45"

1117 10 24"

1195о26 03"

127384 41 42"

1351 57 21"

1430 13 00"

1508 28 39"

1586 44 18"

1664 59 57"

1743 15 36"

0,3668

0,9855

0,0346 — 0,9716 — 0,4294

0,7969

0,7538

0,4901

0,9533

0,1020

0,9950

0,3026 — 0,8716 — 0,6572

0,6041

0,9019 — 0,2368 — 0,9994 — 0,1698

0,9303

0,5486 — 0,7071 — 0,8362

0,9303 — 0,1698 — 0,9994 — 0,2368

0,9019

0,6041 — 0,6572 — 0,8716

0,3026

0,9950

0,1020 — 0,9533 — 0,4901

0,7538

0,7969

0,4294 — 0,9716 — 0,0346

0,9855

0,3668 — 0,8362 — 0,7071

0,5486

+ 37

+ 99

+ 3 — 97 — 43

+ 80

+ 75 — 49 — 95

-+- 10

+100

+ 30 — 87 — 66

+ 60

+ 90 — 24 — 100 — 17

+ 93

-(- 55 — 71 — 83

+ 93 — 17 — 100 — 24

+ 90

+ 60 — 66 — 87

+ 30

+100

+ 10 — 95 — 49

+ 75

+ 80 — 43 — 97

+3

+ 99

+ 37 — 83 — 71

+ 55

212353

25 а, = ku - — — ou> — электрический угол (u>— геометрический угол положения паза относительно принятого начала отсчета углов точ,ки О фиг. 1);

ы, — число проводников обмотки возбуждения в пазах; й. — число проводников квадратурной (к обмотке возбуждения) обмотки в пазах.

Знак « — » при проводниках в пазах, указанных в табл. 1, обозначает обратное направление намотки проводников.

Коэффициент пропорциональности при вычислении чисел проводников, равный 100, взят для простоты, а вообще он может быть любым числом, соответствующим заданному входному сопротивлению обмоток.

Из табл. 2 видно, что обе синусоидальнораспределенные квадратурные обмотки составлены из равных по числу проводников в пазах секций, но размещенных в других пазах, что дает абсолютно одинаковые параметры обмоток. Это обеспечено выбором углового положения для начального отсчета.

Предмет изобретения

1. Многополюсный синусно-косинусный вращающийся трансформатор, состоящий из неподвижного статора и поворотного ротора с размещенными на них квадратурными обмотками, сдвинутыми между собой на 90 эл. град. отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, магнитопровод статора или ротора, несущий обмотку возбуждения, выполнен с числом пазов, не кратным

5 числу пар полюсов этой обмотки (k), магнитопровод, несущий выходные обмотки, выполнен с числом пазов, кратным удвоенному числу полюсов этих обмоток (4А), причем распределение .проводников по пазам для обмотки

lo возбуждения и квадратурной к ней обмотки синусоидальное с периодичностью 360/k градусов, а распределение проводников по пазам выходных обмоток — равномерное со сменой направления намотки в пазах через каждые

15 360/2k градусов.

2. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения одинаковых параметров квадратурных обмоток при числе пазов магнитопровода, не кратном четырем, 2р одна из осей обмогок возбуждения, соответствующая максимальному значению поля в зазоре машины, смещена относительно одного из пазов магнитопровода, несущего обмотку возоуждения, на угол, равный 1 = о„X дрооная часть числа

Г 3

8 й) где а„— угол, соответствующий .полюсному делению магнитопровода, равный зО 360 /z; — число пазов магнитопровода;

k — число пар полюсов.

212353

rs zo

Составитель А. Г. Иванова

Техред А. А. Камышникова Корректор М. П. Ромашова

Редактор Б. Федотов

Заказ 1411/21 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр, Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2