SU1721737A1 - Двухканальный вращающийс трансформатор - Google Patents

Abstract

Изобретение м.б, использовано в высокоточных информационных электрических 2 машинах. Дл  повышени  точности предлагаемый двухканальный вращающийс  трансформатор содержит обмотки точного канала с четным числом пар полюсов, один магнитопровод с числом зубцов, кратным числу пар полюсов обмотки точного канала, несущий сосредоточенную обмотку возбуждени  точного канала и синусоидально распределенную обмотку возбуждени  грубого канала. Второй магнитопровод несет синусоидально распределенные выходные обмотки точного и грубого каналов. Число зубцов второго магнитолровода выполнено кратным тридцати, а распределение витков выходной обмотки точного канала на зубцах магнитопровода удовлетвор ет определенному соотношению. 2 ил.. 1 табл. сл

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при создании высокоточных информационных электрических машин.

Цель изобретени  - повышение точности двухканального вращающегос  транс- Форматора (ДВТ).

На фиг. 1 показан принцип построени  предлагаемого ДВТ: на фиг. 2 - принципиальна  электрическа  схема предлагаемого ДВТ.

Предлагаемый ДВТ состоит из соосно расположенных неподвижного корпуса статора 1 (фиг. 1), несущего магнитопровод 2. и поворотного корпуса ротора 3. несущего магнитопровод 4. В пазах зубчатых магнитол роводов ротора и статора размещаютс  обмотки 5 грубого и точного каналов.

Принципиально обмотки возбуждени  могут размещатьс  как на роторе, так и на статоре. В описываемом примере выполнени  ДВТ обмотки возбуждени  размещены на роторе, а выходные обмотки - на статоре.

Обмотки точного и грубого каналов размещены в одних и тех же пазах магнитопровода. но имеют разные законы распределени . Обмотки грубого канала имеют число пар полюсов , равное единице, а обмотки точного канала имеют число пар полюсов, равное р. Магнитопровод ротора, как и у известного, имеет число зубцов (пазов), кратное числу пар полюсов обмоток точного канала р.

ДВТ может иметь по одной обмотке возбуждени  грубого и точного канала и может иметь по две квадратурные (сдвинутые по положению на магнитопроводе на 90

ч

го

GO N

эл.град.) обмотки грубого и точного каналов. В первом случае число зубцов магнитопро- вода ротора должно быть равным Zi 2р, а во втором Zi 4р.

В рассматриваемом примере будем считать, что ДВТ имеет по одной обмотке возбуждени  грубого и точного канала. Маг- кмтопровод ротора, следовательно, имеет число зубцов Zi 2р. На магнитопроводе ротора размещена одна синусоидально распределенна  обмотка б возбуждени  (фиг. 2) грубого канала и одна сосредоточенна  многополюсна  обмотка 7 типа зубец - полюс точного канала.

Магнитопровод 2 статора 1 имеет число зубцов,кратное 30.

На этом магнитопроводе размещаютс  две пары синусоидально распределенных выходных обмоток: грубого канала синусна  8 и косинусна  9 и точного канала синусна  10 и косинусна  11. Выходные обмотки грубого канала имеют по одной паре полюсов и выходные обмотки точного канала имеют число пар полюсов и выполн ютс  барабанного типа.

Выходные обмотки точного канала выполн ютс  в соответствии с выражени ми: дл  синусной обмотки

9тг Wi - Wm sin л/4 + р 4р (i - 1),

дл  косинусной обмотки W| - Wm cos л/А + р Щ.(1 - 1 И,

где Wi - число витков обмотки, охватываю щих 1-й зубец магнитопровода;

1 - номер зубца магнитопровода, несущего обмотку;

Z - число зубцов магнитопровода статора .

При расчете числа витков Wi их значени  .округл ютс  до целых чисел, при этом должны быть выполнены следующие соотношени  дл  всех значений i от единицы до Z/2;

Wi Wi -i- Z/2(1)

дл  всех значений I от единицы до Z/6

iTwi-r-fo-D-o, (2) J.1 .

дл  всех значений I от единицы до Z/10

Z/67

2 ) 0(3) IU где j - переменна  суммировани .

Такое выполнение распределени  выходных обмоток точного канала в сочетании с выбором числа зубцов магнитопровода, кратным 30, приводит к повышению точности ДВТ за счет полного исключени  искажени  точности от действи  пол  обмотки

возбуждени  грубого канала на выходные обмотки точного канала и за счет полного подавлени  искажающаего действи  низких ((ЗриБр) гармоник обмотки возбуждени 

точного канала.

Из теории известно, что взаимодействие между первичными и вторичными обмотками происходит только по совпадающим гармоникам намагничивающих сил (НС)

взаимодействующих обмоток. При синусоидальном распределении обмоток спектр гармоник, содержащихс  в их НС, определен выражением ,

гдеп 1,2,3...

Z- число зубцов магнитопровода: р - число пар Полюсов обмотки. В рассматриваемом случае значени  р, Z, Zt четные числа, поэтому обмотка возбуждени  грубого канала, имеюща  одну пару полюсов, будет содержать только нечетные гармоники. Обмотка возбуждени  точного канала с Р парами полюсов, выполненна  типа зубец-полюс, будет содержать только

четные гармоники пор дка (Zn + 1)p, низшими из которых  вл ютс  гармоники Зр и 5р. Выходные обмотки точного отсчета с парами полюсов будут содержать только четные гармоники.

Из представленного состава спектров гармоник НС рассматриваемых обмоток следует, что обмотки возбуждени  грубого канала и выходные обмотки точного канала не имеют общих гармоник и не будут вли ть

одна на другую. Обмотка возбуждени  точного канала может иметь с выходными обмотками точного канала кроме основной гармоники р общие гармоники, но их пор док достаточно высок, что следует из неравенства чисел Zi и Z. Следовательно обеспечена высока  точность ДВТ.

Однако при определении Wj (числа витков , охватывающих зубцы магнитопровода. несущие выходные обмотки) в виде округлени  расчетных значений до целых чисел нарушаетс  синусоидальное распределение обмоток и может по витьс  в НС выходной обмотки дополнительный спектр гармоник, которые исказ т точность ДВТ. Выполнение

введеннного соотношени  исключает подавление в НС выходной обмотки нечетных гармоник и обеспечивает отсутствие св зи с обмоткой возбуждени  грубого канала. Выполнение равенства (2) и (3) исключает возможное по вление гармоник Зр и 5р в НС выходных обмоток точного канала при округлении расчетных значений Wi до целых чисел. Что исключает возможную св зь по этим гармоникам с обмоткой возбуждени 

точного канала, в которой гармоники Зр и 5р наиболее сильные.

По сним построение синусной выходной обмотки точного канала на примере ДВТ с числом пар полюсов точного канала р 8. Число зубцов магнитопровода, несущего выходные обмотки, должно быть крат- но 30, например Z 30. Зададим максимальное число витков, охватывающих зубец магнитопровода статора выходной обмотки Wm 10. Использу  приведенное выражение дл  расчета распределени  синусной обмотки точного канала получим

Wi- Wm sin | + p(i - 1)- 10 sin 45°+

+ 96° (i-1).v

Рассчитаем распределение витков на магнитопроводе. Расчет приведен в таблице .

Проверим полученный в графе А табли- цы закон распределени  витков на зубцах магнитопровода (поспе формального округлени  расчетных значений до целых чисел) на соответствие выражени м (1) - (3).

Выражени  (1) удовлетворены положи- тельно. Выражени  (2) z/io7з

2 Wi + f 0 - 1) 2 Wi + 5 0 - 1):

1о -J 1

1Wi + We +

2W2 + Wy+ Wi2 0:

3Ws + We + Wi3 - 0 . 4 W«.+ W9 + Wi4-0

5 Ws + Wio- Wi5 -1.

j

Выражени  (3)

Z/6-j

)

- x Wr+3(j-i); ) i

Wi + W4 + Wy + Wio + Wt3 -1: 1 2 W2 + W5 +We + Wn + Wi4 -1: 1 3 W3 + W6 + VV9 + Wi2 + Wi5 1. Так как выражени  (2) и (3) удовлетворены не полностью, следует дл  их выполнени  произвести nef вокругление WI, не наруша  выражение (1).

Все равенства (1) - (3) .огут быть, например , удовлетворены переокруглением значений Л/з, We, Wio, Wie, V 23. W25. Значени  всех Wi после переокруглени  приведены в графе 5 таблицы.

ДВТ работает следующем образом.

5 0

5

0

5

о

5

0

5

0

При подаче напр жени  возбуждени  на обмотки б и 7 в зависимости от угла поворота ротора на выходных обмотках 8 и 9 грубого канала навод тс  напр жени  соответственно пропорциональные sin а и cosa а на выходных 10 и 11 обмотках точного канала навод тс  напр жени  соответственно пропорциональные sirPpo: и cos pa.

В отличие от известного предлагаемый ДВТ обладает за счет выбора магнитопровода с числом зубцов, кратным 30. и выполнени  равенств (1) - (3) значительно повышенной точностью, так как полностью исключаетс  вли ние обмотки, возбуждени  грубого канала на точный и полностью уничтожаетс  действие двух низших (наиболее сильных) пространственных гармоник Зр и 5р от обмотки возбуждени  точного канала.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Двухканальный вращающийс  трансформатор , содержащий обмотки точного канала с четным числом пар полюсов, один магнитопровод с числом зубцов, кратным числу пар полюсов обмоток томного канала, несущий сосредоточенную обмотку возбуждени  точного канала и синусоидально распределенную обмотку возбуждени  грубого канала, второй мэгнитопровод, несущий синусоидально распределенные выходные обмотки точного и грубого каналов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, число зубцов второго магнитопровода выполнено кратным 30, а распределение витков выходной.обмотки точного канала на зубцах магнитопровода удовлетвор ет соотношени м

   дл  всех i от 1 до Z/2 Wi Wi + z/2:

   2/10

   дл  всех i от 1 до Z/6 Ј Wi + z/c о - i)

   J i -0;

   2/6

   и дл  всех от 1 до2/10Ј Wn-z/io(j- )

   J 1

   0

   где I - номер зубцов второго магнитопровода;

   Wi - число витков выходной обмотки, охватывающей 1-й зубец магнитопровода;

   Z - число зуЬцов второго магнитопрогю- да;

   j - переменна  суммировани .

   Фиг.1

   Sin of.

   11

   - )

   Фиг. 2

   C0$OL

   St/7/ od