SU1432674A1

SU1432674A1 - Двухканальный вращающийс трансформатор

Info

Publication number: SU1432674A1
Application number: SU874230235A
Authority: SU
Inventors: Борис Петрович Леонов; Андрей Иванович Милюков
Original assignee: Предприятие П/Я В-8624
Priority date: 1987-04-14
Filing date: 1987-04-14
Publication date: 1988-10-23

Abstract

Изобретение относитс к электрическим машинам автоматических систем и вычислительной техники и может быть использовано при создании двухканаль- ных вращающихс трансформаторов (ДВТ), имеющих на единой магнитной цепи обмотки грубого и точного каналов. Целью изобретени вл етс повышение точности ДВТ. ДВТ содержит на одном и том же магнитопроводе обмотки точного и грубого каналов. Число витков каждой выходной обмотки точнот о канала удовлетвор ет соотношению / ZiZ,. ( 2 W,- cos ) + ( 4 W; )2 t А sin рсГ, где А (7.. piT/ /z,sin pIT/z ,, /2p2 aW,sin ff/z, sill i - номер зубцов магнитопровода, несущего выходные обмоткн; z,, 7. ., - число зубцов магнитопроводов, соответственно несуищх обмотки возбуждени и выходные; W - - число витков секций, охватывающих i-й зубец магнитопровода; o(j - угол rto расточке магнитопроБода между заданным произвольно началом отсчета углов и осью i-ro зубца; р -число пар полюсов точного канала; cf - допустима углова погрешность, вносима вли нием обмотки возбуждени грубого канала; W I х W , максимальное число витков, охватывающих зубец магнитопровода соответственно обмотки возбуждени точного канала, выходной обмотки точного канала и обмотки возбуждени грубого канала; а - отношение величии токов возбуждени грубого и точного каналов. 3 ил., 2 табл. (Л 4 00 ьо а 1 4

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использов но при создании высокоточных информационных электрических маишн.

Целью изобретени вл етс повьшш- ние точности двухканального вращающегос трансформатора (ДВТ) за счет уменьшени вли ни цепи возбуждени грубого канала на выходные обмотки точного канала.

На фиг, 1 показана схема расположени магнитопроводов ДВТ; на фиг,2- принципиальна электрическа схема ДВТ на фиг. 3 - выходна обмотка точного канала.

Лвухканальнь й трансформатор состоит из соосно расположенных неподвижиого корпуса статора 1 (фиг. 1) несущего магнитопровод 2 и поворотного корпуса ротора 3, несущего магнитопровод 4, На магнитопроводах 2 и 4 статора и ротора размеп5аютс обмотки 5,

Пррищипиально обмотки возбуждени могут размещатьс как на роторе, так и на статоре, В ДВТ обмотка возбуждени размещена на роторе, а выходные обмотки - на статоре.

На роторе размещены две обмотки возбуждени (фиг.2). Обмотка возбуждени грубого канала 6, имеюща синусоидальное распределение витков, выполнена двухполюсной. Обмотка 7 I возбуждени точного канала выполнена I с числом пар полюсов р и может быть как синусоидально распределенной, ; так и сосредоточенной по типу зубец полюс, В данном случае обмотка воз- бу кдени канала точного отсчета выполнена по типу зубец-полюс.

На магнитопроводе 2 статора 1 размещены две пары синусоидально распре : деленных выходных ква дратурных обмо- .ток: синусна 8 и косинусна 9 обмотки грубого канала, и синусна 10 и косинусна 11 обмотки точного канала Выходные обмотки грубого канала имеют по одной паре полюсов, а выходные обмотки точного канала - р пар полюсов . Выходна обмотка точного канала расположена на зуб7дах 12-32 (фиг,3). При расчете синусоидального распределени выходных обмоток точного канала числа проводников, охватьшаю- щих зубцы магнитопровода.) должны выполн тьс в соответствии с выражением

W,- W гпр cos ро/ь(1)

где W; - число витков, охватывающих i-й зубец; i - номер зубца; W,p - максимальное число витков,

охватывающих один зубец; сх ; угловое расположение оси i-ro зубца на расточке магнитопровода.

Известно, что дл получени равенства параметров синусной и косинусной выходных обмоток и одинакового закона их намотки значени о определ ютс выражением

, 1Г 2iT .. 1 .

i 7- (i - о)

4р Z 2

(2)

где Z - число зубцов магнитопровода , несущего данную обмотку (в данном случае магнитопровода статора),

В известных ДВТ рассчитанные величины округл ютс до целых значений и по полученным данным составл етс схема намотки. При округлении расчетных значений W- до целых чисел нарушаетс распределение витков секций выходных обмоток точного канала , пропорциональное cos ро(-. В результате этого намагничивающа сила (НС) этих обмоток содержит помимо основной гармоники р так же первую гармонику , котора -при наличии возбуждени грубого канала св зываетс с ним, что приводит к по влению дополнительной погрещности.

На округление чисел витков выходных обмоток точного канала в данном устройстве устанавливаетс условие, привод щее к значительному подавлению первой гармоники, В соответствии с этим условием числа витков в секци х выходных обмоток точного канала должны удовлетвор ть неравенству

.

т(2 W.cosc/;) + ( W.sino(-)2

; 1 I r I

50

-t А sin ptf.

(3)

pf

ITTI IP l P

2-1 mp mpSin sin -где A

2 p a W. sinsin

7 7

/i,

i - номера зубцов магнитопровода, несущего выходные обмотки;

HZ -числа зубцов магнитопроводов, соотве ственно несутцих обмотки возбуждени и выходные; число витков секции, охватывающей i-й зубец магнитопро- вода;

угол по расточке магнитопро- вода между заданным началом отсчета углов и осью i-ro ю зубца;

число пар полюсов точного канала;

допустима углова погрешность , вносима вли нием об- 15 мотки возбуждени грубого канала;

W- d: Р .р.

- максимальное число витков секций, охватывающих зубец 20 магнитопровода соответствен- но обмотки возбуждени точного канала, выходной обмотки точного канала и обмотки возбуждени грубого канала; 25 а - отношение величин токов возбуждени грубого и точного каналов.

Выполнение неравенства (3) достигаетс корректировкой (переокруглением ) рассчитанных значений W.. Принципиально следует стремитьс получить левую часть неравенства практически близкой к нулю.

Выполнение неравенства (3) в реальных конструкци х вьтолнимо при значени х «/на уровне, меньшем 1 ,

.По сним принцип формировани выходных обмоток точного отсчета на примере расчета синусной обмотки. Пусть заданные числа зубцов магнитопровода ротора, несущего обмотки возбуждени , Z 20; число зубцов магнитопровода статора, несущего выходные обмотки, zi 21; число пар полюсов обмоток точного канала р 10; максимальное число витков, охватывающих зубец магнитопровода статора дл выходных обмоток точного канала, W , 50, дл обмоток возбуждени точного канала 100, грубого канала W fr,, 5.

Пусть обмотки возбуждени грубого и точного каналов включены последовательно (это наиболее целесообразно), т.е. а 1. Допустима погрешность от вли ни обмотки возб ждени грубого канала ( 3.

5

0

5

0

При заданных параметрах права часть неравенства (3)-равна

21 -100-50 sin -|- sin 86° 2 T02 TTT5 sIn 9° sIn 876

« sin 10-3 0,102.

Характеристика ДЕТ представлена в табл. 1 и 2.

Расчет витков, охватывающих зуб1д 1 магнитопровода статора синусной обмоткой при использовании ранее приведенных выражений (1) и (2), представлен в графах 1-4 табл. 1. В графе 5 этой же таблицы приведены значени чисел витков в секци х, охватывающих зубцы маг нитопровода, полученные (так же, как и в известных ДВТ) путем округлени расчетных чисел витков (графа 4) до ближайших целых чисел.

Обмотка с числами витков секцирЧ, приведенными в графе 5, содержит полный спектр гармоник намагничивающей силы. Однако наибольшее вли ние на снижение точности работы ДВТ от действи пол возбуждени грубого канала оказывает перва пространственна гармоника (), так как вл етс основной гармоникой НС грубого канала. Степень вли ни первой гармоники с требуемой точностью (с/) и отражает неравенство (3), права часть которого нами уже вычислена.

Дл определени вли ни первой гармоники вычислим величину левой части неравенства (3) дл определенного в табл. 1 распределени витков W. Результаты вычислений приведены в табл. 2, где при сложении коэффициентов в столбцах 6 и 7 получаем ,

45

21

W- sino 0,840572;

ii

50

W- cos c. 2,129631,

55

тогда лева часть неравенства (3) -(-0,840572)2 + (2,129631)2 2,29.

Поскольку эта величина превьшает величину 0,102 в 22,5 раза, а должна

51

с(гласно условию (3) не превьпиать ее то требуема точность не обеспечена.

Необходимо провести корректировку (переокругление) значений W.,

Задача решаетс при изменении чисел витков, охватывающих, например, следующие зубцы: на зубце 19 вместо -17 принимаем W ,5 -16, на зубце 29 вместо Wjg 48 принимаем Wjg -А9, на зубце 30 вместо W 46 принимаем с 45, на зубце 32 вместо Wj2 38 принимаем W, 39. Тогда

21

W,. sin 0. 0,08664;

W. cos d. -0,0271 ;

326746

точности от действи тюл возбуждени грубого канала.

Claims

. Формула изобретени 5

Двухканальньгй вращающийс трансформатор , содержащий магиитопроводы статора и ротора, на одном из кото10 рьгх установлены обмотки возбуждени точного и грубого каналов, а на другом - выходные обмотки обоих каналов, обмотки выполнены в виде секций, ох- ватываюпщх зубцы магнитопроводов,

15 отличающийс тем, что,

с целью повыщени точности за счет

уменьшени вли ни цепи возбутклени

грубого канала на выходные обмотки

точного канала, числа витков каждой

20 выходной обмотки точного канала удовлетвор ют соотно ению

КО,08664)2 + (-0,02471)2 - 0,0905,

Т:.е. после введенной корректировки выполнено неравенство (3) .

Схема намотки рассчитанной выходной синусной обмотки точного канала после введени корректировки приведена на фиг. 3.

Первым вл етс зубец наход щийс меж,ду 12-м и 13-м пазами, вторым зубцом вл етс зубец между 13-м и 14-м пазами и т.д. Около лобовых частей каждого зубца написано число витков, охватывающих данньй зубец и знак (направление) нанесени витков.

Устройство работает следуюпщм образом .

При подаче -напр жени возбу кдени на обмотку 6 (возбуждени грубого канала ) на выходных обмотках грубого канала 8 и 9 в зависимости от углового положени oi ротора навод тс напр жени , соответственно nponopiqio- нальные sin о( и cos /.

При подаче напр жени на обмотку 7 возбуткдени точного канала на выходных обмотках точного канала 10 и 11 в зависимости от углового положени d ротора навод тс соответственно напр жени , пропорциональные sin р с( и cos р с(,

ДВТ при одновременном возбуждении обмоток грубого и точного каналов обладает повьшенной точностью, так как в нем значительно (.более чем дес тичный пор док) уменьщено искажение его

1

Т-1

25

(Z(W oosc/;l(.,) /

i:: 11 -

-2 А Sin р с/ -,

z,,p5, n

SinZ- 1

0

., Sin

1Г . IT

Si n

-L,22

5

W

0

5

где 1 - Номера зубцов магнитопровода, несущего выходные обмотки;

z.,z - числа зубцов магнитопроводов соответственно несугцих обмотки возбуждени и выходные; число витков секции, охватывающей i-й зубец магнитопровода;

угол по расточке магнитопровода между заданным началом отсчета углов и осью i-ro зубца;

-число пар полюсов точного канала;

-допустима углова погрешность , вносима вли нием обмотки возбуждени грубого канала;

о/; Р

W J,

а

максимальное число витков секций, охватывающих зубец магнитопровода соответственно обмотки возбуткдени точного канала, выходной обмотки точного канала и обмотки возбуждени грубого канала; отнощение величин токов возбуждени грубого и точного каналов.

Таблица 1

Таблица 2

Фиг.1

1ППППППППППППППППППППГ

12 13 /4 15 W 17 /8 19 20 21 22 23 2 25 26 27 28 29 30 31 32

Cos рл.

Sin pjL