NO140446B - Posisjonsmaalingstransformator. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for tilveiebringelse av signaler, som representerer en forskyvning mellom to relativt hverandre bevegelige legemer, og nærmere bestemt en anordning for eliminering av en uønsket, romavhengig harmonisk komponent av en spenning tilveiebragt ved hjelp av en variabel koblingstransformator. Posisjonsmålingtransformatoren ifølge oppfinnelsen er av det slag hvor de to relativt hverandre bevegelige deler har hver i det minste en vikling, hvilke'viklinger er induktivt forbundet, idet en vikling på en av delene innbefatter minst to viklingsseksjoner, som har samme utformning og er for-skjøvet 180°/n for kansellering av nevnte harmoniske komponent av ordenen n.

Et eksempel på en dreibar, variabel koblingstransformator er en så-kalt resolver eller funksjonsdreiemelder, som har et par sekundærviklinger som er dreibare relativt en primærvikling. Når primærviklingen er forbundet med en vekselsspeningsbærebølge, tilveiebringer sekundærviklingene sekundærspenninger, hvilke respektive innbefatter sinus- og cosinus spenninger. Sinus- og cosinusspenningene er respektive representative for sinus- og cosinus av en vinkelstilling av sekundærviklingene relativt primærviklingen.

For representasjon av sinus av vinkelstillingen er sinusspenningens amplitude proporsjonal med amplituden av sinus av vinkelstillingen. Sinusspenningens fase er relativt bærebølgefasen representativ

for fortegnet for sinus av vinkelstillingen. Cosinus av vinkelstillingen representeres på tilsvarende måte.

Sekundærspenningene innbefatter dessuten en mengde uønskede, romavhengige harmoniske komponenter av forskjellig orden, hvilke for-styrrer en bestemmelse av verdien av sinus- og cosinusspenningene. Amplituden av en romavhengig, harmonisk komponent er typisk proporsjonal med amplituden av sinus (eller cosinus) av et tilsvarende harmonisk multiplum av vinkelstillingen. I likhet med sinus- og cosinusspenningen er fasen for den romavhengige harmoniske komponent kjennetegnende for fortegnet for sinus (eller cosinus) av det harmoniske multiplum av vinkelstillingen. Som eksempel opptrer tre perioder av den romavhengige tredje harmoniske komponenten under en omdreining av sekundærviklingene relativt primærviklingen.

På grunn av at sekundærspenningene innbefatter en mengde romavhengige harmoniske komponenter,•er det ønskelig å tilveiebringe en eliminering av så mange som mulig og derved lette bestemmelsen av sinus- og cosinusspenningene.

I amerikansk patentskrift 2 900 612 beskrives en dreibar, variabel koblingstransformator i hvilken en primærvikling består av et flertall ledere, anordnet til å danne spiraler med lik og konstant deling. Transformatorens sekundærviklinger innbefatter bueformete, aktive ledere, som kan være anordnet i omkretsretning, har en valgt utstrekning i omkretsretning samt har en valgt lederbredde for å tilveiebringe eliminering av romavhengige, harmoniske komponenter.

I det amerikanske patentskrift 2 799 835 beskrives transformatorer, i hvilke avstanden mellom aktive ledere i en vikling er valgt for å tilveiebringe eliminering av en romavhengig, harmonisk komponent.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et elektrisk signal som representerer stillingen av et legeme relativt et annet, idet legemene er bevegelige relativt hverandre.

Et annet formål ved den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et elektrisk signal, hvilket representerer et legemes vinkelstilling relativt et annet legeme, idet legemene er dreibare relativt hverandre.

Et annet formål ved den foreliggende oppfinnelse er å eliminere

en romavhengig,' harmonisk komponent av en spenning, som gis av en vikling i en variabel koblingstransformator.

Den innledningsvis nevnte posisjonsmålingstransformator kjennetegnes ifølge oppfinnelsen ved at viklingsseksjonene strekker seg parallelt med hverandre samt er parallellkoblet.

Hvis delene er dreibare relativt hverandre, kan hver og en av viklingsseksjonene ha form av en dobbelt spiral.

Hvis delene er lineært bevegelige relativt hverandre, kan hver

og en av viklingsseksjonene innbefatte ledere, som er anordnet parallelt med hverandre og er seriekoblet, idet nærbeliggende ledere hos hver viklingsseksjon leder strøm,i motsatte retninger.

En ifølge foreliggende oppfinnelse konstruert dreibar, variabel koblingstransformator kan således ha et par primærviklinger, hvilke hver og en er anordnet til å danne et par spiraler med en inn-b<y>rdes vinkelforskyvning på 180°. Primærviklingene har da en valgt, innbyrdes vinkelforskyvning for eliminering av en romavhengig, harmonisk komponent av indusert spenning.

En ifølge foreliggende oppfinnelse konstruert lineær, variabel koblingstransformator kan således ha et par primærviklinger, som innbefatter segmenter, hvilke er ekvivalente med partier av konsentriske spiraler på stort sett radiell avstand fra deres sentrum. Partiene er da anordnet for eliminering av en romavhengig, harmonisk komponent av en indusert spenning.

Den foreliggende oppfinnelse muliggjør elimineringen av en uønsket, romavhengig harmonisk komponent på en innenfor den tidligere teknikk ukjent måte. Andre uønskede, romavhengige harmoniske komponenter kan elimineres med teknikker, som er kjent i den ovenfor nevnte tidligere teknikk.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det etterfølgende under henvisning til medfølgende tegninger.

Fig. 1 er et skjematisk planriss over i en som eksempel angitt ut-førelsesform anvendte viklinger, idet sekundærviklingen (vist med heltrukne linjer) i en vinkelstilling sukssesivt dreies til tre andre vinkelstillinger (hvor sekundærviklingen er vist med stiplede linjer).

Fig. 2 viser av utførelsesformen i fig. 1 tilveiebragte spenninger. Fig. 3 er et planriss av sekundærviklingene i en resolver, hvilke sekundærviklinger er anvendbare i samvirke med primærviklingen i-følge fig. 1. Fig. 4 er et sideriss av en dreibar, variabel koblingstransformator. Fig. 5 er et planriss over viklingen i en lineær, variabel koblings-trans formator.

For forklaring av foreliggende oppfinnelse gis det i informerende hensikt en beskrivelse av en som eksempel angitt utførelsesform av oppfinnelsen. Dessuten gis en beskrivelse av en resolver samt en beskrivelse av en lineær koblingstransformator.

I den som eksempel viste utførelsesform er en sekundærvikling dreibar relativt et par primærviklinger, som har en valgt, innbyrdes vinkelforskyvning. Under en relativ dreining på 360° induserer primærviklingene hver en romavhengig grunnkomponent samt uønskede, harmoniske komponenter av en sekundærspenning i sekundærviklingen. Når den valgte vinkelforskyvningen er lik en halvperiode av en kjent, uønsket, romavhengig harmonisk komponent, induserer primærviklingene hver sin del av den kjente, romavhengige harmoniske komponenten, hvilke deler er ute av fase relativt hverandre, hvorved den kjente, romavhengige harmoniske komponenten elimineres. Den kjente, romavhengige harmoniske komponenten inngår følgelig ikke i sekundærspenningen.

I de i de etterfølgende beskrevne utførelsesformer anvendes begrepene sekundærvikling og primærvikling kun for å skille viklingene fra hverandre. En sekundærvikling kan eksempelvis være tilkoblet en spenningskilde, idet en spenning induseres i en primærvikling.

I fig. 1 innbefatter en dreibar, variabel koblingstransformators

8 viklinger en første primærvikling 9 samt en andre primærvikling 9', hvilke er likeartet. Viklingene 9, 9' befinner seg hovedsaklig i ett plan, hvilket i det etterfølgende benevnes et primærplan.

Den første primærviklingen 9 innbefatter spiralledere 11, 12 hvilke danner spiraler omkring en sentrumsakse 10. De dannede spiraler har samme og konstant deling samt en innbyrdes vinkelforskyvning på 180°. Når, slik det forklares i det etterfølgende, en forskyvning på 180° er tilveiebragt og spiraler 11, 12 leder strømmer i motsatte retninger, opprettes et magnetfelt, hvilket induserer en sekundærspenning i transformatoren 8 sekundærvikling. Sekundærspenningen er en funkjson av sekundærviklingens radielle nærhet til spiralene 11, 12. Det er klart at endringen i den radielle nærheten er lik delingen, når sekundærviklingen dreies 180° relativt primærviklingen. Som reaksjon på en relativ dreining på 180° induseres 180° av den romavhengige grunnkomponenten av sekundærspenningen i sekundærviklingen.

En indre ende lia av spiralen 11 og en indre ende 12a av spiralen 12 er sammenkoblet,og en ytre ende 11b av spiralen 11 samt en ytre ende 12b av spiralen 12 er sammenkoblet med en klemme 14 respektive 16.

En bærebølgevekseisspenning påtrykkes den første primærviklingen 9 av en bærbølgespenningskilde 18 med utganger koblet til hver sin av klemmene 14, 16. Spiralene 11, 12 danner derfor en seriekrets, i hvilken en strøm, som flyter med urviseren igjennom spiralen 11 er lik en strøm, som flyter mot urviseren gjennom viklingen 12,

og omvendt.

Transformatoren 8 innbefatter videre en sekundærvikling 20, som er dreibar omkring aksen 10 relativt den første primærviklingen 9. Viklingen 20 har en delt aktiv leder 22, en aktiv leder 23 samt inaktive ledere 24, 25 vesentlig i et sekundær-plan, som er parallelt med primærplanet. Lederen 22 er oppdelt i sitt sentrale parti for tilveiebringelse av forbindelse med klemmer 22a, 22b, hvor sekundærspenningen gis.

Lederne 22, 23 er konsentrisk bueformede omkring aksen 10 med en innbyrdes radiell forskyvning.som er lik halvdelen av delingen for spiralene 11, 12. Ender 22c, 22d av lederen 22 er forbundet med ender 23a respektive 23b av lederen 23 ved hjelp av lederne 24, 25, hvorved lederne 22 - 25 er koblet i serie.

Lederne 24, 25 er anordnet hovedsakelig vinkelrett på lederne 22, 23, idet anordningen er radiell fra aksen 10.

Det er klart at et første magnetfelt opprettes som reaksjon

på at kilden 18 bringer en strøm til å flyte gjennom den første primærviklingen 9. Det første feltet kobler lederne 22, 23 magnetisk til den første primærviklingen 9 på grunn av den ovenfor nevnte parallelle anordningen. På analog måte finnes det hovedsakelig ingen kobling mellom den første primærviklingen 9 og lederne 24, 25 på grunn av dissesradielle anordning.

Når viklingen 20 er magnetisk koblet til en av spiralene 11, 12, oppretter., som kjent for fagfolk, et strømforløp gjennom den koblede spiralen en del av det første felt som tilveiebringer indusering av motrettede spenninger i lederne 22, 23. For-skjellen mellom de motrettede spenningene avgis av viklingen 20. Når lederne 22, 23 er magnetisk koblet til spiralen 11 respektive 12 {og omvendt), oppretter imidlertid strømmene deri-gjennom deler av det første felt som tilveiebringer indusering av likerettede spenninger i lederne 22, 23. Summen av de likerettede spenningene avgis av viklingen 20. En av viklingen 20 avgitt spenning overensstemmer derfor med den av det første feltet tilveiebrakte kobling.

Som det er forklart mer fullstendig i det etterfølgende, induserer det første feltet en første spenning i viklingen 20 som funksjon av viklingens 20 vinkelstilling relativt den første primærviklingen 9. Den første spenningen har en romavhengig grunnkomponent med en amplitude og en fase som defi-nerer en periode for en sinuskurve under en vinkelstillings-endring på 360°. Den første spenningen innbefatter dessuten uønskede, romavhengige harmoniske komponenter.

I denne utførelsesform innbefatter den andre primærviklingen 9' et andre par spiralledere 28, 29 (vist med stiplede linjer), hvilke danner med spiralene 11, 12 konsentriske spiraler. Spiralene 28, 29 har den konstante delingen samt en innbyrdes vinkelforskyvning på 180°, samt er vinkelforskjøvet med urviseren 60° relativt spiralene 11, 12.

På grunn av de ovenfor beskrevne vinkelforskyvninger mellom spiralene 11, 12, 28 og 29 er den radielle forskyvningen mellom spiralene 11, 12 og spiralene 29 respektive 28 lik fem sjettedeler av delingen, mens den radielle forskyvningen mellom spiralene 11, 12 og spiralene 28 respektive 29 er lik en sjettedel av delingen. Det er klart at nevnte 60° tilsvarer en halv periode av den romavhengige, tredje harmoniske komponenten i sekundærspenningen.

Likesom for spiralene 11, 12 er en indre ende 28a av spiralen

28 og en indre ende 29a av spiralen 29 sammenkoblet samt er en ytre ende 28b av spiralen 28 og en indre ende 29b av spiralen 29 koblet til klemmen 14 respektive 16, hvorved primærviklingene 9, 9' er parallellkoblet.

På grunn av at primærviklingene 9, 9' har en innbyrdes vinkelforskyvning, hvilken er lik en halvperiode av den romavhengige, tredje harmoniske komponenten av sekundærspenningen, induserer, slik det er forklart i det etterfølgende, primærviklingene 9, 9' i viklingen 20 to deler av en romavhengig, tredje harmonisk komponent, hvilke to deler er ute av fase relativt hverandre. På grunn av at delene av de romavhengige, tredje harmoniske komponentene induseres ute av fase eller i motfase, eliminerer de hverandre, hvorved den romavhengige, tredje harmoniske komponenten ikke innbefattes i sekundærspenningen. I alternative utførelsesformer kan vinkelforskyvningen være en annen enn 60° for tilveiebringelse av eliminering av en annen romavhengig, harmonisk komponent.

Kilden 18 bringer en strøm til å flyte gjennom den andre primærviklingen 9' og dermed opprette et andre magnetfelt.

Det andre magnetfeltet kobler lederne 22, 23 til den andre primærviklingen 9', hvorved en andre spenning induseres i viklingen 20.

I overensstemmelse med det velkjente overlagringsprinsippet er sekundærspenningen summen av de første og andre spenningene. Overlagringsprinsippet anvendes i det følgende for å vise,at en romavhengig, tredje harmonisk komponent ikke inngår i sekundærspenningen.

Når viklingen 20 har en vinkelstilling,i hvilken den er symmetrisk beliggende omkring en radius 30, befinner lederne 22, 23 seg på samme avstand fra en del 12a av spiralen 12 og på samme avstand fra deler lia respektive 11b av spiralen 11. Delene lia, 11b og 12a er følgelig de deler av første primærvikling 9 som befinner seg nærmest lederne 22, 23. På grunn av nærheten opprettes deler av det første magnetfeltet,

hvilke deler kobler viklingen 20 til den første primærviklingen 9, som reaksjon på strømmene i delene lia, 11b og 12a.

Det er klart at strømmene i delene lia, 11b har samme amplitude og samtidig flyter enten i en retning med urviseren eller mot urviseren. Når viklingen 20 er symmetrisk beliggende omkring radien 30, oppretter følgelig strømmen gjennom spiralen 11 en del av det første magnetfeltet, hvilken del induserer motrettede spenninger i lederne 22, 23.

Ettersom lederne 22, 23 befinner seg på samme avstand fra delen 12a, oppretter strømmen gjennom spiralen 12 en ytterligere del av det første magnetfeltet, hvilken del induserer motrettede spenninger i lederne 22, 23. Når viklingen 20 er symmetrisk beliggende omkring radien 30, er den første spenningen følgelig hovedsakelig null.

Alt etter som viklingen 20 dreies med urviseren, endrer vinkelstillingen seg for å tilveiebringe en symmetrisk plassering av viklingen 20 omkring en radius 32. Med den symmetriske plasseringen omkring radien 32 befinner lederen 23 seg i umiddelbar nærhet til en del lic av spiralen 11, og lederen 22 befinner seg i umiddelbar nærhet til en del 12b av spiralen 12. På grunn av nærheten opprettes deler av det første magnetfeltet, hvilke deler kobler viklingen 20 til den første primærviklingen 9, som reaksjon på strømmene i delene lic, 12b.

På grunn av at strømmene gjennom delene lic, 12b er motsatt rettet, oppretter strømmene gjennom spiralene 11, 12 en del av det første magnetfeltet, hvilken del induserer spenninger av samme fase i lederne 22, 23. Når viklingen 20 er symmetrisk anordnet omkring radien 32, er den første spenningen således maksimal.

En fortsatt dreining med urviseren av viklingen 20 endrer dens vinkelstilling til en symmetrisk plassering av viklingen 20 omkring en radius 34. Med den symmetriske plasseringen omkring radien 34 befinner lederne 22, 23 seg på samme avstand fra en del lid av spiralen 11 samt på lik avstand fra deler 12c respektive 12d av spiralen 12.

Når viklingen 20 har en symmetrisk plassering omkring radien 34, er den første spenningen hovedsakelig null av grunner som

er analoge med de som ble gitt i forbindelse med den symmetriske plasseringen omkring radien 30. En ytterligere dreining med urviseren av viklingen 20 endrer dens vinkelstilling for tilveiebringelse av en symmetrisk plassering av viklingen 20 omkring en radie 36. Når viklingen 20 er symmetrisk plassert omkring radien 36, befinner lederen 22 seg i umiddelbar nærhet av en del lie av spiralen 11 og lederen 23 befinner seg i umiddelbar nærhet av en del 12e av spiralen 12.

Når viklingen 20 er symmetrisk beliggende omkring radien 36,

er den første spenningen maksimal, av grunner som er analoge med de som er gitt i forbindelse med den symmetriske plasseringen omkring radien 32.

En fortsatt dreining av viklingen 20 gir en symmetrisk plassering av den omkring radien 30, hvilken er beskrevet ovenfor.

På grunn av at strømmene avgis av kilden 18 i motsatte retninger gjennom spiralene 11, 12, har den første s<p>enningen en kjent fase (i det følgende benevnt positiv fase) relativt fasen for bærebølgespenningen for vinkelstillingene av viklingen 20 mellom de symmetriske plasseringene omkring radiene 30, 32 og 34. På tilsvarende måte har den første spenningen en motsatt fase relativt den kjente fasen (i det følgende benevnt negativ fase) for vinkelstillingene av viklingen 20 mellom de symmetriske plasseringene omkring radiene 34, 36 og 30.

I fig. 2 innbefatter diagram (a) en bølgeform 38, hvilken representerer den første spenningen som funksjon av viklingens 20 vinkelstilling. En abscisse 40 skjærer videre punkter 30a, 32a, 34a, 36a, hvilke representerer vinkelstillingene for radiene 30, 32, 34 respektive 36 (fig. 1).

En del 42 av bølgeformen 38 har en forskyvning fra abscissen

40 (benevnt ordinatforskyvning), hvilken forskyvning representerer den første spenning som tilveiebringes for vinkelstillingene av viklingen 20 mellom de symmetriske plasseringene omkring radiene 30, 3 2 og 34. Ordinatforskyvningen, som har retningen av en pil 44, gir indikering om at den første spenningens fase er positiv.

På tilsvarende måte har en del 46 av bølgeformen 38 en ordinatforskyvning som representerer den første spenningen som tilveiebringes for vinkelstillingene av viklingen 20 mellom de symmetriske plasseringene omkring radiene 34, 36 og 30. Ordinatforskyvningen, som har retningen av en pil 48, gir en indikering om at den første spenningens fase er negativ.

Av bølgeformene 38 bør det fremgå,at den første spenningen

ikke er sinusformet. Slik det er kjent for fagfolk, er imidlertid den første spenningen summen av en romavhengig grunnkomponent med sinusformet bølgeform og en mengde romavhengige harmoniske komponenter med forskjellige sinusformede bølge-former .

Bølgeformer 50, 52 representerer den romavhengige grunnkomponenten respektive den romavhengige tredje harmoniske komponenten av den første spenningen. Slik det er forklart i det etterfølgende, har den andre spenningen en romavhengig, tredje harmonisk komponent av samme størrelse, men av motsatt fase relativt den første spenningens romavhengige, tredje harmoniske komponent. På grunn av at sekundærspenningen er summen at de første og andre spenningene, er en romavhengig, tredje harmonisk komponent ikke innbefattet i sekundærspenningen.

På grunn av vinkelforskyvningen på 60° mellom primærviklingene

9 og 9' er den andre spenningen i en gitt vinkelstilling for viklingen 20 lik den første spenningen, når viklingen 20 har en vinkelstilling,som er forskjøvet 60° mot urviseren fra den gitte stillingen. For en dreining med urviseren av viklingen 20 er med andre ord den andre spenningen faseforsinket 60° relativt den første spenningen. Når viklingen 20 er be-li<g>gende 60° forskjøvet med urviseren fra den symmetriske plasseringen omkring radien 30 eller radien 34, er derfor den andre spenningen hovedsakelig null. Når viklingen 20 er forskjøvet 60° med urviseren fra den symmetriske plasseringen omkring radien 32 eller radien 36, er på tilsvarende måte den andre spenningen maksimal.

I overensstemmelse med den tidligere gitte forklaring innbefatter diagram (b) i fig. 2 en bølgeform 54, som represen-

terer den andre spenningen. Den romavhengige, tredje harmoniske komponenten av den andre spenningen representeres av en bølgeform 56. På grunn av at forskyvningen mellom primærviklingene 9 og 9' er lik en halvperiode av den tredje, romavhengige harmoniske komponenten av sekundærspenningen, har de tredje, romavhengige harmoniske komponentene av de første respektive andre spenningene motsatt fase. Følgelig finner det sted en kansellering eller eliminering, hvorfor noen romavhengig, tredje harmonisk komponent ikke inngår i sekundærspenningen.

Diagram (c) i fig. 2 angir en bølgeform 57 med en ordinatforskyvning, hvilken er summen av bølgeformenes 38 og 54 ordinat-forskyvninger. Bølgeformen 57 representerer dermed den på klemmene 22a, 22b tilveiebragte sekundærspenning. Sekundærspenningen innbefatter dermed romavhengige harmoniske komponenter av høyere orden enn den tredje ordenen, av hvilke kom-<p>onenter mange kan vesentlig elimineres ved anvendelse av de fremgangsmåter som er kjent ved den tidligere teknikk, eksempelvis ovenfor nevnte patentskrifter.

På grunn av at sekundærspenningenes komponenter er syklisk repeterende, er forbindelsen mellom en eliminert romavhengig, harmonisk komponents orden og forskyvningen mellom primærviklingene gitt av hvor 6 er vinkelforskyvningen i grader mellom primærviklingene, K er et helt oddetall og

n er ordenen for den eliminerte, romavhengige harmoniske komponenten .

Av den ovenfor gitte forklaring innses det,at i den som eksempel viste utførelse, er K lik 1 og n lik 3.

Det bør være klart.at en transformator er en tosidig anordning. Som reaksjon på at en bærebølgespenning påtrykkes sekundærviklingen 20, gir følgelig primærviklingene en primærspenning, som representerer vinkelstillingen. I likhet med sekundærspenningen innbefatter primærspenningen ikke noen romavhengig, tredje harmonisk komponent.

Med henvisning til fig. 3 kan viklingen i en resolver kon-strueres ved anordning av primærviklinge på ovenfor beskrevne måte, og ved anordning av fire likeartede sekundærviklinger 58 - 61 i sekundærplanet. Viklingene 58 - 61 er anordnet omkring aksen 10, med en innbyrdes vinkelforskyvning mellom nærliggende viklinger på 90°. Viklingene 58, 60 har følgelig tverrfase i rommet relativt viklingene 59 - 61.

På grunn av forskyvningen på 90° i rommet er den romavhengige <g>runnkomponenten i en av viklingen 58 (eller viklingen 60) avgitt sekundærspenning forskjøvet 90° fra den romavhengige grunnkomponenten i den av viklingen 59 (eller viklingen 61) avgitte sekundærspenning.

Viklingen 58 innbefatter aktive ledere 62 - 67, hvilke er konsentrisk bueformet omkring sentrumsaksen med en radiell forskyvning innbyrdes på halve delingen for spiralene 11, 12, 28 og 29 (fig. 1). Ledernes 62 - 67 bueformede utstrekning er symmetrisk omkring en radius fra aksen 10.

Slik det er beskrevet i det etterfølgende, er lederne 62 - 67 seriekoblet, hvorved viklingen 58 gir en sekundærspenning i overensstemmelse med ledernes 62 - 67 kobling til primærviklingene. På grunn av symmetrien og at forskyvningen mellom lederne 62 - 67 er halve delingen, er alle lederne 62, 64, 66

beliggende på likeartet avstand til spiraienell, 12, 28, 29.

På tilsvarende måte er alle lederne 63, 65, 67 beliggende på likeartet avstand fra spiralene 11, 12, 28, 29. Lederne 62, 64 og 66 er følgelig samlet ekvivalent med lederen 23,og lederne 63, 65, 67 er samlet ekvivalent med lederen 22, hvorved lederne 62 - 67 gir en sekundærspenning på likeartet måte med de ovenfor beskrevne lederne 22, 23.

Lederen 62 er ved sine ender koblet til lederen 63 ved hjelp av et par radielt anordnede, inaktive ledere 68, 69, hvorved en struktur tilveiebringes, hvilken er likeartet med den ovenfor beskrevne viklingen 20.

Lederne 63, 64 er delt, og deres sentrale deler er forbundet ved hjelp av radielt anordnede, inaktive ledere 70, 71. Ledernes 64, 65 ender er sammenkoblet ved hjelp av radielt anordnede, inaktive ledere 72, 73, hvorved lederne 64, 6 5 er koblet i serie med lederne 62, 63.

Lederne 65, 66 er også delt ved sine midtre deler og sammenkoblet ved hjelp av radielt anordnede, inaktive ledere 74, 75. Endene av lederne 66 og 67 er sammenkoblet ved hjelp av radielle, inaktive ledere 76, 77. De aktive lederne 62 - 67 er følgelig alle seriekoblet. Lederen 67 er delt ved sin midtre del og tilkoblet inaktive ledere 79a - 79b, der viklingens 58 sekundærspenning avgis.

Seriekoblingen av lederne 62 - 67 gir større totale aktive lederlengder enn hva som tilveiebringes i den ovenfor beskrevne viklingen 20. Den av viklingen 58 tilveiebragte sekundærspenning er følgelig større enn den av viklingen 20 tilveiebragte sekundærspenningen.

På grunn av den symmetriske anordningen av viklingene 58 - 61 er vinkelforskyvningen mellom viklingene 58 og 60 samt mellom viklingene 59 og 61 180°. Viklingene 58, 60 er seriekoblet til sinusklemmer 78, 80, og viklingene 59, 61 er seriekoblet til cosinusklemmer 82, 84. På grunn av serieklemmene gis summen av de av viklingene 58, 60 tilveiebragte sekundærspenningene (benevnt en første resolver-utspenning) og summen av de av viklingene 59, 61 tilveiebragte sekundærspenninger

(benevnt, den andre resolver-utspenning) på sinusklemmene 78, 80 respektive cosinusklemmene 82, 84.

For en dreining med urviseren av viklingene 58 - 61 relativt primærviklingene har den første resolver-utspenningen en romavhengig grunnkomponent med et faseforsprang på 90° relativt en romavhengig grunnkomponent i den andre resolver-utspenningen. Den romavhengige grunnkomponenten i den første resolver-utspenningen (avgitt på sinusklemmene 78, 80) innbefatter føl-gelig en representasjon av sinus for sekundærviklingenes 58 - 61 vinkelstilling relativt primærviklingene 9, 9', mens den romavhengige grunnkomponenten i den andre resolver-utspenningen (gitt på cosinusklemmene 82, 84) innbefatter en representasjon av cosinus for vinkelstillingen.

Det er klart at, når en feilinnretting bringer sekundær- og primærplanene til å være ikke-parallelle (benevnt planfeil-innretting), gir viklingene 58 - 61 uønskede sekundærspenninger, hvilke er en funksjon av den feilaktige innrettingen av sekundær- og primærplanene.

Etter som. eksempelvis viklingene 58 og 60 er.-vinkelmessig for-skjøvet 180O, forårsaker den feilaktige planinnrettingen komplementære forskyvninger av viklingene 58 og 60 fra primærplanet. På en gitt vinkelstilling, i hvilken viklingen 58 befinner seg nærmere primærplanet enn viklingen 60, gjelder med andre ord vesentlig det motsatte for en i forhold til den gitte vinkelstilling 180° forskjøvet vinkelstilling. På grunn av de komplementære forskyvningene og på grunn av at viklingene 58 og 60 samt viklingene 59, 61 er koblet i serie, skjer en eliminering av de uønskede spenningene som følge av den feilaktige planinnrettingen. På likeartet måte tilveiebringes uønskede sekundærspenninger ved en aksiell feilinnretting mellom viklingene 58 - 61 og primærviklingen 9, 9'. På grunn av at den aksielle feilinnretting forårsaker komplementære forskyvninger mellom primærviklingene 9, 9' og sekundærviklingene 58 - 61, skjer en eliminering av de uøn-skede spenningene som følge av den aksielle feilinrettingen.

Elimineringen av de uønskede sekundærspenningene inngår som

en del i det som angis i det ovenfor nevnte amerikanske patent-

skriftet 2.900.612.

Det innses at i alternative utførelsesformer påtrykkes et par spenninger av samme amplitude, men med en innbyrdes fase-forskjell på 90°, sinusklemmene 78, 80 respektive cosinusklemmene 82, 84. Som reaksjon på dette tilveiebringer primærviklingene 9, 9' en primærspenning med en grunnkomponent,

hvis fase representerer vinkelstillingen for sekundærviklingene 58 - 61 relativt primærviklingene 9, 9'.

Med henvisning til fig. 4 er i en dreibar, variabel koblings-transf ormator ifølge foreliggende oppfinnelse både sekundær-

og primær-planene laget av et isolerende materiale. Planene er montert på en rotorskive 86 respektive en statorskive 88, hvilke er laget av et eller annet hensiktsmessig materiale. Skiven 88 har et hull aksielt gjennom sitt sentrum, hvilket

hull mottar en aksel 92. Akselen 92 og skiven 86 bibeholdes koaksielle med en sentrumsakse 94, ved hjelp av en støtte-konstruksjon 96. Skiven 86 er fast forbundet med konstruk-sjonen 96, hvorved skiven 86 fastholdes mot dreining. I kon-struksjonen 96 inngår et lager 100, i hvilket akselen 92 er lagret for dreining.

Det innses at, når spiralene 11, 12, 28, 29 er dannet på

meget stor radiell avstand fra aksen 10, kan deler av disse betraktes som rette, parallelle segmenter. Som forklart i det etterfølgende, er segmentene innbefattet i primærviklinger i en lineær transformator for tilveiebringelse av en spenning j som varierer som funksjon av de relative stillingene av primær-og sekundærviklingene. Den lineære transformatorens primærviklinger er ekvivalente med primærviklingene 9, 9'.

Med henvisning til fig. 5 innbefatter viklingene i en lineær, variabel koblingstransformator 8' en første primærvikling 9a og en andre primærvikling 9a', hvilke er likeartet. Den første <p>rimærviklingen 9a innbefatter rette ledersegmenter 11', 11"

(felles betegnet som segmenter lis), hvilke er anordnet parallelt med hverandre i primærplanet. Segmentene lis har en innbyrdes forskyvning som er lik delingen for spiralene 11, 12,

28, 29 (fig. 1), og kan derfor betraktes som anordnet langsmed

inntilliggende deler av spiralen 11.

Den første primærviklingen 9a innbefatter videre rette ledersegmenter 12', 12" (felles betegnet som segmenter 12s), hvilke har en innbyrdes forskyvning, som er lik delingen. Segmentene 12s er anordnet i primærplanet parallelt med segmentene lis. Segmentet 12' befinner seg midt mellom segmentene lis,og segmentet 12" er forskjøvet med halve delingen fra segmentet 11", hvorved segmentene 12s befinner seg på motsatte sider av segmentet 11". Segmentene 12s kan følgelig betraktes som anordnet langs spiralen 12.

Ved tilveiebringelse av ekvivalenten til den første primærviklingen 9 (i transformatoren 8 ifølge fig. 1) er et vesent-

lig særtrekk det.at en strøm som flyter gjennom segmentene lis i retning for en pil 101, er lik en strøm som flyter gjennom segmentene 12s i motsatt retning mot pilens 101 retning, og omvendt. Det innses at pilens 101 retning er retningen for segmentenes lis, 12s utstrekning. Tilveiebringelsen av det vesentlige særtrekket er analogt med at den strøm som flyter med urviseren gjennom spiralen 11, er lik en strøm som flyter mot urviseren gjennom spiralen 12, og omvendt.

Som forklart i det etterfølgende, er den lineære koblings-transf ormatorens andre primærvikling 9a<1> ekvivalent med den andre primærviklingen 9' (i transformatoren 8).

For å tilveiebringe den første primærviklingen 9a er ender

12a', 12b' av segmentet 12' koblet til en ende lia av seg-

mentet 11' via en inaktiv leder 102 respektive til en ende Ha" av segmentet 11" via en inaktiv leder 10 4. En ende 11b'

av segmentet 11' og en ende 11b" av segmentet 11" er dessuten koblet til klemmen 14 respektive en ende 12b" av segmentet 12" via en inaktiv leder 106. En ende 12a" av segmentet 12"

er koblet til klemmen 16. Den første primærviklingen 9a er dermed en seriekrets for tilveiebringelse av det ovenfor nevnte vesentlige særtrekket.

Den andre primærviklingen 9a<1> er anordnet på likeartet måte i primærplanet. I den andre primærviklingens 9a' tilveiebringelse er rette ledersegmenter 28', 28" (felles angitt som segmentene 28s) anordnet parallelt med retningen for pilen 101, idet forskyvningen mellom segmentene 28s er lik delingen.

Segmentet 28' er anordnet med forskyvninger fra segmentene 11", 11", hvilke forskyvninger er lik en sjettedel respektive fem sjettedeler av delingen. På likeartet måte er lederen 28" anordnet med en forskyvning fra lederen 11", hvilken forskyvning er lik en sjettedel av delingen. Segmentene 28s kan følgelig betraktes som anordnet langs nærliggende deler av spiralen 28.

Den andre primærviklingen 9a' innbefatter videre rette ledersegmenter 29', 29" (felles betegnet som segmentene 29s), med en innbyrdes forskyvning som er lik delingen, hvilke ledersegmenter er anordnet parallelt med pilens 101 retning. Segmentet 29' er anordnet midt mellom segmentene 28s, og segmentet 29" er forskjøvet fra segmentet 28" med halve delingen, hvorved segmentene 29s befinner seg på motsatte sider av segmentet 28". Segmentene 29s kan følgelig betraktes som anordnet langs spiralen 29.

For tilveiebringelse av den andre primærviklingen 9a' er ender 29a', 29b' av segmentet 29' tilkoblet en ende 28a' av segmentet 28' via en inaktiv leder 108 respektive til en ende 28a" av segmentet 28" via en inaktiv leder 110. Dessuten er en ende 28b' av segmentet 28' og en ende 28b" av segmentet 28" koblet til klemmen 14 respektive til en ende 29b" av segmentet 29" via en inaktiv leder 112. En ende 29a" av segmentet 29" er koblet til klemmen 16. Primærviklingene 9a, 9a' er følgelig parallellkoblet.

Arbeidsmåten for den lineære transformatoren 8' er analog med arbeidsmåten for den ovenfor beskrevne transformatoren 8.

I transformatoren 8 varierer eksempelvis under en dreining av viklingen 20 på 360° ledernes 22, 23 nærhet til spiralene 11, 12, 28, 29 som funksjon av viklingens 20 vinkelstilling relativt primærviklingene 9, 9'. I den lineære transformatoren 8' varierer på analog måte under viklingens 20 bevegelse i en mot pilens 101 retning vinkelrett retning ledernes 22, 23 nærhet til segmentene 11, 12, 28, 29 som en funksjon av viklingens 20

stilling relativt primærviklingene 9a, 9a'.

Arbeidsmåten for den lineære transformatoren 8' betraktes i

det etterfølgende med viklingen 20 i stillinger som er analoge med de symmetriske plasseringene av viklingen 20 omkring radiene 30, 32, 34, 36, som beskrevet ovenfor i forbindelse med transformatoren 8 (fig. 1).

Når lederne 22, 23 befinner seg på lik avstand fra segmentene Ils respektive segmentet 12', gir viklingen 20 en sekundærspenning, hvilken hovedsakelig er null av grunner, som er analoge med de som er gitt i forbindelse med den symmetrisk omkring radien 30 beliggende viklingen 20.

Når lederne 22, 23 befinner seg på samme avstand fra segmentene 29s og segmentet 11", gir på liknende måte viklingen 20 en sekundærspenning, som er hovedsakelig null av de grunner som er blitt gitt i forbindelse med den symmetrisk omkring radien 34 beliggende viklingen 20.

En ekvivalent til plasseringen omkring radien 32 tilveiebringes/ når lederne 22, 23 befinner seg i umiddelbar nærhet av segmentene 12' respektive 28", hvorved en maksimal sekundærspenning gis av viklingen 20.

En ekvivalent til plasseringen av viklingen omkring radien 3 6 tilveiebringes på likeartet måte, når lederne 22, 23 er beliggende i umiddelbar nærhet av segmentene 11' respektive 12', hvorved en maksimal sekundærspenning gis av viklingen 20.

Etter som den lineære transformatoren 8' er analog med transformatoren 8, gir fig. 2 representasjon av første og andre spenninger, hvilke induseres i viklingen 20 som funksjon av dennes stilling relativt primærviklingene 9a, 9a'. I den lineære transformatoren 8' er forbindelsen mellom ordenen for en eliminert, romavhengig, harmonisk komponent og forskyvningen mellom inntilliggende segmenter i primærviklingene 9a, 9a<1> gitt av:

hvor P er forskyvningen (eller delingen) mellom annethvert inntilliggende segment av en av primærviklingene 9a, 9a', og D er forskyvningen mellom et segment i den første primærviklingen 9a og et segment i den andre primærviklingen 9a'.

Claims (3)

1. Posisjonsmålingstransformator, innbefattende to relativt hverandre bevegelige deler, som hver i det minste har en vikling (9, 9'; 20), hvilke viklinger er induktivt forbundet, idet en vikling på en av delene innbefatter i det minste to viklingsseksjoner (9, 9'), som har samme utformning og er for-skjøvet 180°/n for kansellering av en harmonisk komponent av ordenen n, karakterisert ved at viklingsseksjonene (9, 9') strekker seg parallelt med hverandre samt er parallellkoblet.

2. Transformator som angitt i krav 1, idet delene er dreibare relativt hverandre, karakterisert ved at hver og en av viklingsseksjonene (9, 9') har form av en dobbelt spiral (11, 12; 28, 29).

3. Transformator som angitt i krav 1, idet delene er lineært bevegelige relativt hverandre, karakterisert ved at hver og en av viklingsseksjonene (9a, 9a') innbefatter ledere (lis, 12s; 28s, 29s) som er anordnet parallelt med hverandre og er seriekoblet, idet nærbeliggende ledere (lis, 12s; 28s, 29s) hos hver viklingsseks jon (9a; 9a'), leder strøm i motsatte retninger.