CS229812B1 - Polohový transformátor pro rotační pohyb, zejména rozkládač nebo lineární transformátor a způsob jeho výroby - Google Patents

Description

Vynález se týká polohových transformátorů pro rotační pohyb, tj. malých elektrických rotačních strojů, jejichž konstrukce umožňuje natáčet soustavu cívek primárního vinutí proti cívkám sekundárního vinutí a tím měnit jejich' vzájemnou magnetickou vazbu, a způsobu jejich výroby. Zejména se dotýká rožkládačů, tj. polohových transformátorů, jejichž napětí na výstupu je funkcí sinu a kosinu ťihlové odchylky osy rotoru a lineárních transformátorů, tj. polohových transformátorů, jejichž výstupní napětí je úměrné úhlové odchylce Osy rotoru v určitém rozmezí úhlů natocění rotoru.

Rozkládaě v podstatě obšáhujé magnetický obvod, který tvoří statorový a rotorový svazek, v nichž je uloženo budicí a výstupní vinutí, a vzduchuvou mezeru. Budiči vinutí je zpravidla jednofázové obvykle se sinusově uspořádaným počtem závitů v drážkách a výstupní vinutí je dvoufázové s fázemi posunutými o 90° elektrických. Budicí vinutí bývá uloženo v rotoru a výstupní (snímací) vinutí ve statoru, ale zásadně nic nebrání, aby tomu bylo obráceně. Napětí k budicím vinutím, jsou-li umístěna na rotoru, může být přiváděno pomocí sběrných kroužků a kartáčů nébo bezkontaktně prostřednictvím pomocných transformátorů. Stejným způsobem může být snímáno i výstup1 ní napětí, je-li výstupní vinutí umístěno ná rotoru. Lineární transformátor, podobně jako rozkládač, Obsahuje též magnetický obvod, tvořený statorovým a rotorovým svazkem a vzduchovou mezerou, avšak rozdíl je v tom, že vedle jednofázového budicího vinutí má výstupní vinutí jen jednofázové;

Nevýhodou dosud vyráběných a výše popsaných polohových transformátorů je, že přesnost závislosti výstupního napětí na úhlové odchylce rotoru jé poměrně malá a rozdíl transformačního poměru mezi jednotlivými sériově vyráběnými výrobky je značný. Tím je samozřejmě ovlivněna i jakost a prodejní cena výrobků' Mnohdy rozdíly v transformačním poměru mezi sériově vyráběnými polohovými transformátory se snižují tepelnými úpravami magnetického obVodu, aby magnetické vlastnosti magnetického obvodu byly ve velmi úzkých tolerancích. Tentýž účel sleduje i selektivní montáž. Selektivní montáž však vyžaduje přesné změření vrtání statoru a vybrání vhodného rotoru o žádaném průměru, což, uvážíme-li, že vzduchová mezera se pohybu v toleranci od 0,075 do 0,1 mm, je velmi pracné a nákladné. Stejně nákladné jsou i tepelné úpravy magnetického obvodu.

Jsou známá též provedení rožkládačů se zubovým rotorem bez vinutí, u nichž je ře229812 šen problém velikosti zbytkového napití. Tak např. NSR patentový spis ŮOS 2 7i2 É95 návřhuje provést kompenzaci rušivých vazeb mezi vinutími a jéjiófe Sášínii přivedením zlomku budicího napětí flá přídavná vinutí, která jsou magneticky spojena s výstupními vinutími.

Toto řéšéíií, ják zé spisu vyplývá, je zaměřeno' ná kbmpéňzaci rušivých vazeb mezi vinutími a jejich čáfetmi a neřeší velikost transformačního poměru. Toto řešení je ostatně použitelné jeh pro určitý typ rozkládače, tj. rozkládaje s vyniklými póly ve statoru a zubovým rtítorem. Pro rozkládače, jejichž stator a rotoř je opatřen drážkami, v nichž je sinusově řozložené vinutí, je nepřijatelné.

' Zmíněné nedostatky do značné míry odstraňuje vynález polohového transformátoru pro rotační pohyb, zejména rozkládače nebo lineárního transformátoru a způsob jeho výroby. Magnetický obvod obsahující stator, rotor a vzduchovou mezeru, s budicím vinutím, výstupním vinutím a kompenzačním vinutím a odporem, je zapojen paralelně s kompenzačním vinutím, jehož podstata spočívá v tom, že za účelem snížení rozdílu transformačního,poměru meztsériově vyráběnými polohovými transformátory kompenzační vinutí je uložené v drážkách společně s budicím vinutím, přičemž s výhodou počet závitů kompenzačního vinutí v drážce je úměrný počtu závitů budícího vinutí v téže drážce; výhodně je možno předmětný polohový transformátor vyrobit tak, že žádaná hodnota proudu protékajícího kompenzačním se určí pomocí proměnného odporu připojeného paralelně ke kompenzačnímu vinutí, načež se proměnný odpor odpojí a nahradí odporem majícím neměnnou hodnotu odpovídající hodnotě zjištěné proměnným odporem a připojí paralelně ke kompenzačnímu vinutí. - · . .

Výhodou řešení podle vynálezu proti dosavadním provedením je,, že; je levné, nezvětšuje rozměry stroje nebo - zařízení, .jehož je stroj, součástí. Kompenzační:, vinutí je uložená· y drážkách spolu s budícím vinutím a· dovoluje /zachovat-:_;isinusovou cliá: raktéristiku výstúphíhó napětí;· .-.·. .·.·/ p Vynález si-'klade za úkol jednoduchým· a levným způsobem dosáhnout malého-rozdh lu v transformačním poměru mezi sériově _rvyráhěnými polohovými transformátory.· za tak zajistit co možná nejužší toleranci výstupního napětí u jednotlivých sériově vyráběných strojů a umožnit jejich vzájemnou výměnu. ·;..: “

Příklady provedení vynálezu jsou znázorněny na výkresech,; kde obr. 1 představu: je polohový transformátor podle vynálezu v podélném řezu, obr. 2 schéma zapojení jednotlivých vinutí rozkládače podle, vynálezu s kompenzačním .vinutím.o jedné větvi a odporem, obr. 3 schéma „zapojení.jednotlivých .vinutí.rozkládače podle, vynálezu š kompenzačním vinutím rozděleným . do. dvou větví a odporem a obr._: 4 schéma zapojení Vinutí rozkládače podle vynálezu s kompenzačním vinutím rozděleným do dvou větví a odporovým děličem napětí.

Jak patrno z obr. l magnetický obvod polohového transformátoru, v daném příkladu rozkládače, tvoří statorový svazek. 1, rotorový svazek 2 a vzduchová mezera 3. V drážkách statorového svazku 1 jsou uložena dvě k sobě kolmá výstupní vinutí 4, 5, která tvoří sekundární část polohového transformátoru, která je magneticky svázána s primární částí, tj. budicím vinutím 6 a kompenzačním vinutím 7, která spolu jsou spojena v sérii. Obě vinutí jsou uložena v drážkách rotorového svazku 2. Při určení počtu závitů kompenzačního vinutí 7 se postupuje tak, že pokud je budicí vinutí 6 v drážkách rotorového svazku 2 rozloženo rovnoměrně, provede se jeho přepočet pro. pulsovou nebo minusovou toleranci výstupního napětí a rozdíl mezi vypočteným vinutím a stávajícím budicím vinutím 6, tvoří celkový počet závitů kompenzačního vinutí 7. Tento počet závitů se rovnoměrně rozdělí do drážek rotoru, v němž je uloženo budicí vinutí 6. Pokud je počet závitů budicího vinutí 6 v drážkách rotoru rozložen ne.-rovnoměrně, rozdělí se celkový počet závitů vyplývající z rozdílu mezi vypočteným a stávajícím budicím vinutím 6 úměrně, tj. -percentuálně k počtu závitů budicího vinutí 6 v jednotlivých drážkách. Například jestliže podle výpočtu celkový počet závitů by se měl zvýšit o 10 % a v některé drážce je uloženo 20 závitů budicího vinutí 6, tu počet závitů kompenzačního vinutí 7 v této drážce bude činit 2 závity, zatímco v drážce s 10 závity budicího vinutí 6, počet závitů kompenzačního vinutí 7 bude činit pouze 1 závit. Samozřejmě, pokud se počtu závitů týče/ lze počítat pouze s celými čísly a případné diference v počtu závitů kompenzačního vinutí 7 vzniklé výpočtem zlomků závitů je třeba; vhodně v jednotlivých drážkách vyrovnat Percentuální rozdělení závitů v drážkách je třeba zachovat zejména u.· polohových transformátorů rozkládá?· Čů, kde sinusové rozložení počtu .závitů; v drážkách je důležité, pro ^zachování sinusové a kosinusové·, charakteristiky výstupních napětí na výstupních .vinutích 4, ; 5, Kompenzační vinutí 7; je zapojeno , do série s budicím vinutím 6 tak,. aby se jím vytvářen né magnetické pole k magnetickému poli vytvořenému budicím- vinutím 6 bud¹ přičítalo, nebo odčítalo, podle toho je-li žádána kompenzace plusová nebo minusová. Pro docílení přesného transformačního poměru je. paralelně ke kompenzačnímu vinutí 7 připojen odpor 8, který může. být upevněn bud' přímo v drážce rotorového svazku,, nebo. na.nosiči 9. Potřebná hodnota odporu 8 se stanoví , tak,; že . rotor např. ve. vertikální poloze se vloží ďo přípravku a..'zasune do vrtání příslušného..statoru, s; .nímž .po ko .-.,4. · s

β nečné montáži bude tvořit jeden celek. Jak rotor tak stator se označí, aby nemohlo dojít k jejich záměně. Přípravek, který je opatřen válcovým osazením, se zasune do osazení v kostře, takže je simulována jeho budoucí poloha v polohovém transformátoru po konečné montáži. Výhody budicího vinutí 6 jsou vyvedeny na svorky 10, 11 a vývody kompenzačního vinutí 7 na svorky

12, 13, které jsou upevněny na nosiči 9 z izolační hmoty. Nosič 9 je umístěn na hřídeli 14 společně se sběracími kroužky 15, které jsou galvanicky spojeny se svorkami

13, 11 na nosiči 9. Svorky 10 a 12 se propojí, takže budicí vinutí 6 a kompenzační 7 jsou spojena v sérii a na svorky 12, 13 se připojí proměnný odpor 8. Na svorky 11 a 13 se přivede příslušné jmenovité napětí a na výstupní vinutí 4, 5 se připojí voltmetry. Při otočení rotorem do polohy maximální vazby s výstupním vinutím 4, 5 na proměnném odporu se odečte hodnota odporu, který je potřebný k tomu, aby na výstupních vinutím 4, 5 se získalo žádané napětí odpovídající odchylce rotoru. Po odpojení proměnného odporu se tento nahradí odporem 8 o neměnné hodnotě odpovídající hodnotě odečtené na proměnném odporu.

Jsou možné i různé modifikace vynálezu. Tak například jak znázorněno v obr. 3 může být kompenzační vinutí rozděleno do dvou větví 18, 17, z nichž jedna paralelní větev je zapojena v souhlasu s budicím vinutím 6, takže působí ve smyslu budicího vinutí 6 a její účinky se sčítají s účinky budicího vinutí 6. Druhá větev 17 je zapojena opačně, takže působí proti smyslu působení budicího vinutí 6 a její účinky se odečítají. Paralelně k oběma vinutí 16 a 17 jsou zapojeny odpory 8, pro něž platí stejné podmínky jako pro řešení s kompenzačním vinutím o jedné větvi.

Další variantou provedení polohového transformátoru s kompenzačním vinutím se dvěma větvemi 18, 17 je řešení podle schéma zapojení v obr. 4, kde v každé paralelní větvi 16, 17 kompenzačního vinutí jsou v sérii zapojeny odporové děliče 18, 19.

Claims (3)

1. PREDMEt

   1. Polohový transformátor pro rotační pohyb, zejména rozkládač nebo lineární transformátor s magnetickým obvodem obsahujícím stator, rotor a vzduchovou mezeru, s budicím vinutím, výstupním vinutím a kompenzačním vinutím a odporem, který je zapojen paralelně s kompenzačním vinutím, vyznačený tím, že za účelem snížení rozdílu transformačního poměru mezi sériově vyráběnými polohovými transformátory kompenzační vinutí (7) je uložené v drážkách magnetického obvodu společně s budicím vinutím (6).
2. 2. Polohový transformátor podle bodu 1,

   VYNÁLEZU vyznačený tím, že počet závitů kompenzačního vinutí (7) v drážce je úměrný počtu závitů budicího vinutí (6) v téže drážce.
3. 3. Způsob výroby polohového transformátoru pro rotační pohyb podle bodu 1, vyznačený tím, že žádaná hodnota proudu protékajícího kompenzačním vinutím se určí pomocí proměnného odporu připojeného paralelně s kompenzačním vinutím, načež se proměnný odpor odpojí a nahradí odporem majícím membránou hodnotu odpovídající hodnoitě zjištěné proměnným odporem a připojí paralelně s kompenzačním vinutím.