CS199441B1

CS199441B1 - Rotary transformer

Info

Publication number: CS199441B1
Application number: CS327178A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Topol
Original assignee: Jaroslav Topol
Priority date: 1978-05-19
Filing date: 1978-05-19
Publication date: 1980-07-31

Description

Vynález se týká rotačního transformátoru ee vstupní· vinutím, stojícím magnetickým obvodem v provedení jednofázovém, případně vícefázovém, složeným z plechů situovaných rovnoběžně s osou rotace rotujícího výstupního vinutí uloženého na sloupku, případně sloupcích magnetického jha, odděleného od stojící části magnetického obvodu vzduchovou mezerou.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a rotary transformer comprising an input winding, a standing magnetic circuit in a single-phase or multi-phase configuration composed of sheets situated parallel to the axis of rotation of the rotating output winding mounted on the column or magnetic yoke columns.

Rotačních transformátorů ae s výhodou používá pro bezkontaktní napájení budicího vinutí synchronních točivých elektrických strojů. Jednim z řešení, výhodným zejména pro synchronní elektromotory je užití rotačního transformátoru s rotující částí magnetického obvodu ve tvaru prstence, izolovaně navinutého na hřídeli rotačního transformátoru. Stojící část magnetického obvodu, např. ve tvaru U*, obepíná rotující prstenec z čelních stran. Rotační transformátory, uspořádané podle předcházejícího popisu a i ostatní známá provedení, která jsou vhodná pro napájení budicího vinutí synchronních elektromotorů, mají i řadu nevýhod. Nevýhody spočívají mimo jiné v komplikované výrobě rotujícího prstence, který musí být nejméně v jedné osové rovině rozdělen* Obepnutí prstence stojící částí magnetického obvodu ve tvaru U vyžaduje užití vzduchových mezer o stejné, nebo větší délce, než činí axiální vůle pohybu rotoru synchronního stroje, s nímž je pak prstenec rotačního transformátoru spojen. Použití rotačního transformátoru a rotujícím prstencem pro pomaluběžné stroje vede k nutnosti užití cizí ventilace transformátoru, nebo řešení komplikovaného způsobu jeho chlazení, protože maléRotary transformers and e are preferably used for contactless powering of the field winding of synchronous rotating electrical machines. One solution, particularly advantageous for synchronous electric motors, is the use of a rotary transformer with a rotating part of a ring-shaped magnetic circuit, wound in isolation on a rotary transformer shaft. The standing part of the magnetic circuit, e.g. U-shaped *, surrounds the rotating ring from the front. Rotary transformers arranged as described above and other known embodiments which are suitable for supplying the field winding of synchronous electric motors also have a number of disadvantages. The disadvantages are, inter alia, the complicated manufacture of a rotating ring, which must be divided in at least one axial plane. The encircling of the ring by a U-shaped magnetic circuit requires the use of air gaps of equal or greater length than the axial clearance. with which the ring of the rotary transformer is then connected. The use of a rotary transformer and a rotating ring for low-speed machines leads to the need for external ventilation of the transformer, or the solution of a complicated method of cooling,

- 2 rýchlosti proudění chladicího vzduchu u pomaluběžných strojů značně snižují odvod tepla z aktivních částí transformátoru, zejména pak z rotačního sekundárního vinutí. Pri poruče rotačního transformátoru s prstencovým jádrem, zejména při poruše rotačního vinutí je pak třeba demontovat a rozebrat celý transformátor.- 2 cooling air flow rates in low-speed machines greatly reduce heat dissipation from the active parts of the transformer, especially the rotary secondary winding. In the case of a rotary transformer with an annular core, especially in the case of a rotary winding failure, the entire transformer must be dismantled and disassembled.

Uvedené nevýhody odstraňuje rotační transformátor podle vynálezu. Jeho podstatou je, že stojící část magnetického obvodu je bezstykově oddělena od rotační části magnetického Obvodu a vůči rotační části je suvně nastavitelná na žádoucí velikost vzduchové mezery. Rotující výstupní vinutí je umístěno nejméně na jednom rotujícím sloupku, jehož osa rotace je kolmá na podélnou osu sloupku a osu cívek výstupního vinutí. Délka rotujícího sloupku je větší než největší průměr listěných segmentů stojící části magnetického obvodu.These disadvantages are overcome by the rotary transformer according to the invention. It is based on the fact that the standing part of the magnetic circuit is separated from the rotating part of the magnetic circuit in a non-contact-free manner and is adjustable in relation to the rotating part to the desired air gap size. The rotating output winding is disposed on at least one rotating column whose axis of rotation is perpendicular to the longitudinal axis of the column and the coil axis of the output winding. The length of the rotating column is greater than the largest diameter of the leaf segments of the standing portion of the magnetic circuit.

Stojící část magnetického obvodu je s výhodou řešena ve tvaru mieky, jejíž svislé dno tvoří nejméně jeden svislý sloupek se vstupním vinutím. Stěnu mieky otevřenou směrem k rotujícímu sloupku tvoří lietěné segmenty.The standing part of the magnetic circuit is preferably designed in the form of a dish, the vertical bottom of which is formed by at least one vertical column with an input winding. The wall of the crucible open towards the rotating column is formed by the flying segments.

Zvlášť výhodným řešením je, když svislý sloupek stojící části magnetického obvodu je rozšířen v kolmý středový nástavec případně nástavce opatřené vstupním vinutím, které je uleženo souose s osou rotaoe rotačních sloupků. Výhody řešení rotačního transformátoru podle vynálezu spočívají především v jednoduché technologii jeho výroby, a to jak magnetického obvodu, tak i cívek vstupního a výstupního vinutí. Další výhodou je snadné nastavení a užití menší vzduchové mezery rozdělující magnetický obvod a to po konečné montáži synchronního stroje. Při výrobě jsou minimální nároky na přesnost tvaru stojící části magnetického obvodu. Řešení podle vynálezu umožňuje zlepšené vlastní chlazení rotačního transformátoru zejména při jeho užití pro pomaluběžné stroje. Velkou výhodou je rychlá demontáž rotujícího výstupního vinutí při kontrolách a opravách transformátoru. Umožňuje to snadná přístupnost k rotujícímu výstupnímu vinutí, kde postačuje prosté odsunutí stojících částí transformátoru. Bezložiskové provedení rotačního transformátoru podle vynálezu, který nemá vlastní hřídel, zajišťuje i jeho vyšší provozní spolehlivost, jednoduchost a nižší nároky.na jeho údržbu v provozu.A particularly advantageous solution is if the vertical column of the standing part of the magnetic circuit is extended into a perpendicular central extension or an extension provided with an input winding, which is coaxial with the axis of rotation of the rotary columns. Advantages of the solution of the rotary transformer according to the invention lie mainly in the simple technology of its production, both the magnetic circuit and the coils of the input and output windings. Another advantage is the ease of adjustment and use of a smaller air gap separating the magnetic circuit after the final assembly of the synchronous machine. During the production there are minimal demands on the accuracy of the shape of the standing part of the magnetic circuit. The solution according to the invention enables improved self-cooling of the rotary transformer, especially when used for low-speed machines. The big advantage is the quick dismantling of the rotating output winding during the inspections and repairs of the transformer. This allows easy access to the rotating output winding, where simple shifting of the standing parts of the transformer is sufficient. The non-shaft design of the rotary transformer according to the invention, which does not have its own shaft, also ensures its higher operational reliability, simplicity and lower demands for its maintenance in operation.

Na připojeném výkresu jsou znázorněny schematicky dvě alternativy rotačního transformátoru v třífázovém provedení podle vynálezu. Obr. 1 znázorňuje čelní pohled na rotační transformátor ve směru osy rotace rotační Části, obr.In the accompanying drawing, two alternatives of a three-phase rotary transformer according to the invention are schematically illustrated. Giant. 1 shows a front view of a rotary transformer in the direction of the rotation axis of the rotary part, FIG.

znázorňuje boční pohled na provedení transformátoru z obr. 1 a obr. 3 znázorňuje boční pohled na alternativní provedení stojící části magnet, obvodu.Fig. 1 is a side view of the transformer of Figs. 1 and 3;

Rotační transformátor podle obr. 1 a 2 je tvořen stojící částí 1 magnetického 'obvodu a rotační částí 2 magnetického obvodu. Obě části 1 a 2 magnetických obvodů jsou složeny z traf©plechů, které lze snadno stříhat a razit. Stojící část χ magnetického obvodu je řešena ve tvaru misky, jejíž svislé dno tvoří neotočný svislý sloupek J uspořádaný do hvězdy a opatřený vstupním vinutím 4. Obvod misky je vytvořen z listěných segmentů 2t které jsou dotvarovány přibližně do válcového tvaru a staženy válcovou bándá6 • . - 3 - 199441 ží 6. Rotující sloupek 2 rotační části 2, magnetického obvodu je proveden ve tvaru listěného hranolu, na němž jsou uloženy cívky výstupního vinutí g,. Osa výstupního vinutí jg. je kolmá na osu rotace sloupku. 2. Délka rotujícího sloupku ,2 \ je větší než největší průměr listěných segmentů £ stojící části 1 magnetického obvodu. Rotující sloupek 2 je izolovaně letmo uchycen na hřídeli 2. synchronního stroje. Stojící část 1 magnetického obvodu nemá přímý dotyk s rotační čáati 2 magnetického obvodu, ale je jednoduše suvně prestavitelná na žádoucí velikost vzduchové mezery 1(5. v alternativním provedení svislého sloupku J stojící části 1 magnetického obvodu (obr. 3) je provedeno rozšíření hvězdicovitě uspořádaných ramen svislého v · ‘ · W t sloupku J, v kolmé středové nástavce II. opatřené vstupním vinutím 4.The rotary transformer according to FIGS. 1 and 2 is formed by a standing part 1 of the magnetic circuit and a rotating part 2 of the magnetic circuit. Both parts 1 and 2 of the magnetic circuits are composed of transformer plates which are easy to cut and punch. The standing part χ of the magnetic circuit is designed in the form of a dish, whose vertical bottom is formed by a non-rotatable vertical column J arranged in a star and provided with an input winding 4. The circumference of the dish is formed from leaf segments 2t 3. The rotating column 2 of the rotating part 2, of the magnetic circuit, is designed in the form of a leaf prism on which the coils of the output winding g, are arranged. Output winding axis jg. is perpendicular to the axis of rotation of the column. 2. The length of the rotating post 21 is greater than the largest diameter of the leaf segments 6 of the standing part 1 of the magnetic circuit. The rotating column 2 is insulated in a cantilever manner on the shaft 2 of the synchronous machine. The standing part 1 of the magnetic circuit does not have direct contact with the rotating part 2 of the magnetic circuit, but is simply slidable to the desired air gap size 1 (in the alternative embodiment of the vertical column J of the standing part 1 of the magnetic circuit). arms of the vertical column W of the column J, in a perpendicular central extension II provided with an input winding 4.

Claims

A rotary transformer having an input winding, a standing magnetic circuit in a single-phase or multi-phase design, consisting of sheets situated parallel to the axis of rotation of the rotating output winding mounted on a column or columns of magnetic yoke separated from the standing part of the magnetic circuit by an air gap; That the standing part (1) of the magnetic circuit is non-contact-free from the rotating part (2) of the magnetic circuit and is movably adjustable relative to the rotating part to the desired air gap size (10), the rotating output winding (8) being located on 7), whose axis of rotation is perpendicular to its longitudinal axis and the coil axis of the output winding (8) and the length of the rotating column (7) is greater than the largest diameter of the leaf segments (5) of the standing part (1) of the magnetic circuit.

Rotary transformer according to claim 1, characterized in that the standing part (1) of the magnetic circuit is designed in the form of a cup, the vertical bottom of which forms at least one vertical column (3) with the input winding (4), it forms leaf segments (5) to the rotating column (7).

Rotary transformer according to Claims 1 and 2, characterized in that the vertical column (3) of the standing part (1) of the magnetic circuit is expanded into a perpendicular central extension (11) provided with an input winding (4) coaxial with the axis rotation of the rotary columns (7).