Многополюсный вращающийся трансформатор

ОПИИЗОБРЕТЕНИЯ 1 Ание Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. Н 02 К 24/00 6 08 С 19/46 с.присоединением заявки й 9 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий( 5 4 ) МНОГОПОЗПОСНЫЙ ВРЖЩОЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах измерения и передачи угла поворота вала.В настоящее время для увеличения точности измерения и передачи угла поворота вала широко применяется принцип электрической редукции, который для индукционных датчиков угла - вращающихся трансформаторов реализуется путем увеличения числа пар полюсов статора (ротора) . Коэффициент электрической редукции известных многополюсных трансформаторов определяется числом пар полюсов статора (ротора) . Известен многополюсный вращающийся трансформатор 1, в котором статор выполнен из двух частей, несущих 20 соответственно синусную и косинусную обмотки. Таксе построение позволяет увеличить коэффициент электрической редукции за счет раздельного размещения обмоток,Однако это приводит к усложнению конструкции, а предел увеличению полюсности ставят минимальные раз - меры зубцов статора (ротора), кото- рые еще позволяют обеспечить доста точную жесткость и прочность конструкции.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является многополюсный вращающийся трансформатор 2,содержащий магнитопровод статора счислом пар полюсов, равным числупазов, и магнитопровод ротора счислом пазов, относящимся к числупазов магнитопровода статора какЪ+,2где 1 = О, 1, 2,Недостатком такого трансформатора является то, что максимальное число полюсов равно числу пазов магнито, провода статора, При этоМ увеличение в нем числа паров или зубцов, образуемых пазами, ограничивается конструктивными и технологическими возможностями и для определенного габарита имеет свои пределы. Это не позволяет повысить коэффициент электрической редукции и точность вращающегося трансформатора.Цель изобретения - повышение то" чности вращающегося трансформатора путем увеличения коэффициента элект" рической редукции при одновременном764052 то будет существовать потокосцеплениеобмоток зубцов О 2 - Ь и с 4 - Ь", таккак в этом случае исчезают участкиминимального магнитного сопротивления, обозначенные на чертеже дугами Ф, При этом ЭДС обмотки зубцаЪ нейтрализуется суммой ЭДС обмотокзубцов Ь 2 и ЬЗ и общая ЭДС на выходе обмотки 4 йри повороте ротора 2отсутствует . В этом предельном случае выходная ЭДС трансформатора равна нулю, то есть не происхОдит взаимодействия обмоток ротораи ста 5 тора,Если минимальную полюсную дугу,выполнить равнойфй, СО2 РЯ,то участки дуг Ф имеют значительнуювеличину для шунтирования магнитныхпотоков зубцов 02 и 04 . С целью увеличения размера зубцов (то есть придания им прочности) и сохранения шун-,тирующих дуг Ф,предельная величинаполюсной дуги выбирается равной: О, +Ф 2 ЪЯо 2 2 Р,Р"уйрощении конструкции и технологии изготовления.Поставленная цель дос".тигается тем,-что длины дуг полюсов в пределах каждой пары полюсов как магни топровода статора с обмоткой с числом пар полюсов Р, так и магнитопровода ротора с обмоткой с числом пар полю сов Р 2, выполнены неравными, при этоМ угловой размер минимальной по люснойдуги статора и ротора выпол-нен в соответствии с соотношениемЬ Вй(А( -- -,где 3 - наибольший обший делитель чисели Рдуга, соответствующая шлицуполюса, а шлицы полюсов с минимальной полюсной дугой выполнены с противоположными око.сами относительно радиальногонаправления, образуя зубцы У -образной формы.Такое вйполнение позволяет получитьвращающийся трансформатор с коэффициентом электрической редукции,превышающим число пар полюсов статора и ротора. При существующей техйологии изготовления достигаетсяувеличение, коэффициента электрической редукции в несколько раз по 30сравйению с прототипом. При- этоМсущественно упрощается, процесс нарезки зубцов и укладки обмоток, таккак число зубцов умйныаается; а раз"меры паза в" месте размещения обмоткиувеличиваются.Начертеже-показан многополюсныйвращающийся трансформатор. Трансфор"матор состоит из магнитопроводастатора 1 и магнитопровода ротора 2 4в пазах которых уложены обмотки 3и 4. Чйслопар полюсов статора 1выполнено равным Р, . Соответственно2 й,дуга пары полюсов статора равна - .ДугЪ йолюсбв, составляющие дугу парыйблйбов, как на статоре, так и на роторе выполнены неравными. Наименыаая"иблюсная дуга статора и ротора имеетугловой размер, равный в соответствиис "соотношением:(0( - -ф ЦИ)где Ц наибольший общий делитель55чисел Ри Р 2,угловой разЖр" дуги, соответствующий шлицу магнитопроводов (в радианах) .:.". -.="- О 3 лйцй йа магнитопроводах статораи.ротбРа выполнены с противоположны-, 40 ""йи"наклонами относительно радиального направления, образуя зубцы Чобразной форьн, Пазй выполнейы ввиде цилиндрических отверстий, вКоторые помещены обмотки 3 и 4. 4Коэффициент электрической редукции предложенного многополюсного трансформатора равен Трансформатор работает следующим образом. Обмотка 3 статора запитывается от источника переменного тока. На чертеже показаны мгновенные направления магнитных потоков в одной из повторяющихся групп зубцов статора и ротора, В этой группе зубцов, как. видно из чертежа, существует потокосцеплеиие об- мотки зубца ротора Ьс обмоткой зубца статора а в результате чего в обмотке зубца ротора Ь, наводится максиьальная ЭДС. В обмотках зубцов ротора Ъ и ЬЗ ЭДС равна нулю, так как потокосцепление их с обмотками зубцов статора д 2 О и д 4 отсутствует. Аналогичнаяь акартина потокосцепленияповторяется в двух других группах зубцов статора и ротора, Число этих групп определяется числом 9 (для чертежа 3= 3).Если минимальную полюсную дугу вращающегося трансформатора выполнить равной Наличие шлица с дугойнакладывает ограничене на величину шунти г рующих участкой с дугами Ф , которое учитывается, следующим выражением для предельного значения полюсной для помещения на них квадратурных дуги: обмоток с целью получения синуснокосинусного вращающегося трансформатора,формула изобретения 10 Разреженное расположение зубцов .на статоре и роторе предложенного трансформатора позволяет легко разместить на них дополнительные зубцы Ь:Ю,-у --(б)Ъ йо 1 РТаким образом, для функционирования предложенного трансформатора минимальная полюсная дугадолжна удовлетворять соотношению (1) .При повороте ротора 2 против часовой стрелки после взаимодействия зубца статора д, с зубцом ротора Ь наступает взаимодействие зубцов О - Ъ, з атем 0 - Ь и т,д. Таким образом, в течение одного оборота ротора ЭДС, наведенная в обмот ке 4, изменится число раз, равное гаВ качестве примера приведем расчетные данные для вращающегося трансформатора, у которого Р= 12, аР,1 = 9: 3= 3",= 0,035 рад. (2градуса), А = 0,105 рад. (б градусов),г 5К = Зб,Уменьшение 1 выходной ЭДС в преДпо-.женном трансформаторе .при малых Фкомпенсируется большим числом витков,которые могут быть уложены в цилиндрические основания пазов. Жесткостьзубцов данного вращающегося трансформатора обеспечивается их Ч -образной Формой. Многополюсный вращающийся трансформатор, содержащий магнитопровод статора с обмоткой с числом пар полюсов Р и магнитопровод ротора с обмоткой с числом пар полюсов Р 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности путем увеличения коэффициента электрической редукции и упрощения конструкции, длины дуг полюсов в пределах каждой пары полюсов магнитопроводов статора и ротора выполнены неравными, причем угловой размер минимальной полюсной дуги статора и ротора выполнен в соответствии с соотношениемЙЯф 7.РРа шлицы полюсовимеют противоположный скос относительно радиальногонаправления,Я - наибольший общий делитель чисел Р, иР 1ф - угловой размер дуги, соответствующий шлицу полюса магнитопроводов статора и ротора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 276239, кл. Н 02 М 5/32, 1969.2. Авторское свидетельство СССР9 304541, кл. Н 02 К 24/00, 1970./5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проект аэ 6298/47 Тираж ВНИИПК Государственно по делам изобретени 113035, Москва, Ж 35, 783 о комитета и открыти аушская на