Многофазный многополюсныйвращающийся трансформатор

 

ОПИСАНИE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Социалистичеекик

Республик

<н813607,+

-Д (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 13.06.79 (21) 2779730/24-.07 с присоединением заявкн М (23) Приоритет (я)м. к,.з

Н 02 К 24/00

Государственный комитет

СССР но делам. изобретений и открытий

Опубликовано 15.0381. Бюллетень N9 10 (53) УДК 621. 314. .214.2(088.8) Дата опубликованию описания 170381 (72) Авторы изобретению

С. Н. Ахутин и О. А. Павлов

Ленинградский институт авиационного приборостроения (71) Заявитель (54) МНОГОФАЗНЫЙ МНОГОПОЛЮСНЫЙ ВРА1ЦАКХЦИЙСЯ

ТРАНСФОРМАТОР

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к информационным микромашинам, применяемым в системах автоматического контроля и регулирования.

Изнестны устройства для отсчета углового положения валов машин и механизмов, содержащие магнитопроводы статора и ротора, на каждом из которых размещена обмотка, выполненная в ниде секций, причем каждая секция охватывает только один зубец магнитопровода. В этих устройствах, с целью расширения функциональных возможностей путем увеличения числа отсчетных 15 точек, магнитопроводы статора и ротора выполнены с нечетными числами пар зубцов, не имеющих между собой общих множителей (11 .

Основным недостатком данного типа 20 машин является их сравнительно низкая разрешающая способность, так как информация об углевом положении ротора дается только в нулевых точках.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является многополюсный вращающийся трансформатор, содержащий зубчатые магнитопроводы статора и ротора, один из которых выполнен ЗО с числом зубцов, кратным числу полюсов 1.2).Обмотки, установленные на магнитопронодах,выполнены в виде последовательно соединенных секций. В данном устройстве, с целью повышения точности преобразования, магнитопронод, имеющий число зубцов, кратное числу полюсов; выполнен с углом скоса пазов между зубцами, ранным „,х

2К х — в- и шириной . пазов, х

+< х -+ где 2р — число полюсов;

О.

К =1, 2, 3...

Точность данного многополюсного вращающегося трансформатора также недостаточна, так как она повышается эа счет подавления только лишь двух любых гармоник из всего спектра. Следовательно и разрешающая способность преобразонания угла в код на базе данного устройства не может быть высокой.

Цель изобретения — повышение точности работы устройства и увеличение разрешающей способности.

Поставленная цель достигается тем, что в многофазном многополюсном вращающемся трансформаторе (ММТ), содержащем магнитопроводы статора и с

813607

23/

2 рт о тора, на каждом иэ которых размещены обмотки, выполненные в виде последовательно соединенных секций, охватывающих по одному зубцу, число зубцов статора Z определяется выражением

Ze - =алс а разность между шириной зубцов стагора и раскрытием пазов ротора Ь„ рав на разности между шириной зубцов ста тора и ротора д, причем где m — число фаз обмотки статора;

n< — число секций одной фазы; р — число пар полюсов.

На фиг. 1 показаны часть магнитоПроводов ротора и статора с обмотками; на фиг. 2 — схема однофаэной обмотки ротора; на фиг. 3 — схема mфаэной обмотки статора (показаны 2 иэ m фаз); на фиг. 4 — закон изменеНия огибающей напряжения "изменение потокос1 епления" трех из m фаз MMT в функции угла поворота ротора.

Ротор 1 (фиг. 1 и фиг. 2)имеет 2 зубцов 2 с уложенной в его пазы обмоткой 3 типа зубец-полюс. На зубцах 4 и 5 статора, число которых 2>, уложены секции обмотки б. Каждая иэ фаэ обмотки статора (фиг. 3) содержит 5 последовательно включенных секций. Величина шага по паэам у„ =- 1, а величина секционного шага у л, На фиг. 4 показано напряжейие фазы j Uj, напряжение соседней с ней фазы О„ „, и напряжение фазы УЗ+к, сдвинутое по фазе относительно напряжения фазы j на 90 электрических. о

Период изменения выходного напряжения каждой фазы MMT равен

zp где р = — — число пар полюсов.

Расстояние между нулевыми точками двух соседних фаэ д = — . Величина

Л тпР д может рассматриваться как собственная дискретность датчика по нулевым точкам. Форма кривой выходного сигнала (потокосцепления) для каждой иэ фаз статорной обмотки (фиг.4) при отсутствии скоса и при известном числе фаз m, числах зубцов на статоре Ег и роторе 2р зависит от величин раскрытия пазов на статоре b и роторе Ь,„ри ширины зубцов статора и ротора b

При поданном на обмотку ротора напряжении питания, для положения ротора показанного на фиг. 1, напряжение на выходе фазы j равно нулю, так как количество магнитных силовых линий входящих в S зубцов статора, принадлежащих этой фазе и выходящих из них, равно.

В том случае, если величины b и böр выбраны таким образом, что величина взаимного перекрытия д (фиг.1) равна расстоянию между нулевыми точками двух соседних фаз д, напряжение на выходе фазы j, при изменении положения ротора от пока ., нного на фиг. 1 на величину f >, изменяется линейно в функции угла. .Это условие может быть записано как

Щ

2 ШС ШО

PN 2

5 где D — диаметр расточки.

Или учитывая, что — — b

772:)

Zo С

297 — Ь Ь

ZC ВР

T.e. для обеспечения линейности иэ о менения выходного напряжения в преелах, разность между шириной убца статора и величиной раскрытия паза ротора должна равняться удвоенному значению угла между нулевыми точками соседних фаэ.

15 При использовании MMT в преобразователе угол-код амплитудного типа в качестве первичного преобразователя угля, информация об угловом положении ротора заключается в амплитуде напряже2О ний фаэ. Однозначность отсчета обеспечивается в диапазоне углов равных п периоду изменения напряжения. При повороте ротора от нулевого положения (фиг. 3) до, в диапазоне углов

Π— — используется для аналого37

mР цифрового преобразования напряжения фазы j, далее — — . " — напряжеynO ние фазы j +1 и т.д., так как на этих участках оно прямопропорционально угловому положению ротора.

Использование в качестве опорного напряжения при аналого-цифровом преобразовании напряжений фаз статорной обмотки позволяет уменьшить ошибку MMT от эксцентричности установки его магЗ5 нитопроводов, а также ошибки аналогоцифрового преобразователя напряж ниекод. Для обесПечения такой возможности необходимо, чтобы напряжение фазы j+k, смещенное по фазе относительно напряг жения фазы j на 90 эл.град. было в пределах изменения угла -ь неизменно. Аналогичное условие должно выполняться для двух любых фаэ, напряжения которых смещены относительно друг друга на 90 эл. град. Это условие выполняется, если величины раскрытий шлицов выбраны таким образом, что величина Ь" (фиг. 1) равна Ь . Это условие лг xD может быть записано как -р " " 50

i7D

Или учитывая, что — — — Ь - > 7 УР Р

112 — - b =Ь имеем с шс гс

2Л

55 PtU Zp

Т.е. для обеспечения неизменности потокосцепления фазы 1 + K в пределах

Ь, разность между шириной зубца статора и шириной зубца ротора должна равняться удвоенному значению угла между нулевыми точками двух соседних фаз.

Эначения Ь и Ьш являются угловыми величинами, это дуги цилиндрической поверхности магнитопровода статора или б5

813607

Форма части кривой выходного напряжения каждой из фаз, показанная на фиг. 4 штриховыми линиями, не имеет принципиального значения, так как в процессе аналого-цифрового преобразования оно не используется.

Данный многофазный многополюсный вращающийся трансформатор позволяет повысить точность преобразования угла за счет получения принципиально линейной зависимости фазных напряжений в пределах дискретности и возможности использования в качестве опорного напряжения вторичной обмотки.

Степень линейности выходного сигнала образцов ММТ достаточно высока максимальная ошибка составляет +4" при величине Л = 771 . Количество отсчетных точек, которое может обеспечить предлагаемый ММТ значительно выше, чем у известных устройств, так как возможно испольэовать не только ну- 29 левые точки как в электромеханических шкалах, а фазные линейные напряжения.

Формула изобретения

Многофазный многополюсный враща- 25 ющийся трансформатор, содержащий статор и ротор, магнитопроводы которых выполнены с числом зубцов кратным числу полюсов, и установленные на них обмотки, выполненные в виде последовательно соединенных секций, каждая из которых установлены на одном зубце, отличающийся тем, что, с целью повыШения точности преобразования, число зубцов статора

Z определяется выражением

Е п1 пс, а разность между шириной зубцов статора и раскрытием пазов ротора равна разности между шириной зубцов статора и ротора ь, причем с1 =A -2У

pm где m — число фаэ обмотки статора > и — число секций одной фазы; число пар полюсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 565358, кл. Н 02 К 29/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 299919, кл. Н 02 M 5/32, 1969.

813607

Составитель,В. Камаров

Ре акто E. о ошенко Тех Н.Ковалева Ко екто и. Бабинец

Закаэ 9 Тираж 30 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий ооуиа а-35 ра ирка а нае, 4

Филиал ппп. Патент, г. Yaropoa, ул. Проектная, 4