Многофазный многополюсныйвращающийся трансформатор

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскнк Социалистическик Республик(22) Заявлено 13.06.79 (21 2779730/24-.07с присоединением змвкн йо(51)М, Кл,з Н 02 К 24/00 Государственный комитет СССР но аелам. изобретений и открытий(53) УДК 621. 314. .214.2(088.8) Дата опубликования описания 170381(72) Авторы изобретению С, Н, Ахутин и О, А, Павлов Ленинградский институт авиационного приборостроения(54) МНОГОФАЗНЫЙ МНОГОПОЛЮСНЫЙ ВРА 1 ЦАКМЦИЙСЯТРАНСФОРМАТОР Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к информационным микромашинам, применяемым в системах автоматического контроля и регулирования.Иэнестны устройства для отсчета углового положения валов машин и механизмов, содержащие магнитопроводы статора и ротора, на каждом из которых размещена обмотка, выполненная в ниде секций, причем каждая секция охватывает только один зубец магнитопровода. В этих устройствах, с целью расширения функциональных возможностей путем увеличения числа отсчетных 15 точек, магнитопроводы статора и ротора выполнены с нечетными числами пар зубцов, не имеющих между собой общих множителей 11 .Основным недостатком данного типа 20 машин является их сравнительно низкая разрешающая способность, так как информация об углевом положении ротора дается только в нулевых точках.Наиболее близким по технической 25 сущности и достигаемому результату к изобретению является многополюсный вращающийся трансформатор, содержащий зубчатые магнитопроводы статора и ротора, один из которых выполнен ЗО с числом зубцов, кратным числу полюсов Гг.Обмотки, установленные на магнитопронодах,выполнены в виде последовательно соединенных секций. В данном устройстве, с целью повышенияточности преобразования, магнитопронод, имеющий число зубцов, кратноечислу полюсов; выполнен с углом скоса пазов между зубцами, ранным+,х2 Кх - р- и шириной. пазов, равной х360х -+йгде 2 р - число полюсов;К.,=0,1к=1, 2, 3Точность данного многополюсноговращающегося трансформатора также недостаточна, так как она повышаетсяэа счет подавления только лишь двухлюбых гармоник иэ всего спектра. Следовательно и разрешающая способностьпреобразонания угла в код на базеданного устройства не может быть высокой.Цель изобретения - повышение точности работы устройства и увеличениеразрешающей способности.Поставленная цель достигается тем,что в многофазном многополюсном вращающемся трансформаторе (ММТ), содержащем магнитопроводы статора и с813607отора, на каждом иэ которых размещены обмотки, выполненные в виде последовательно соединенных секций, охватывающих по одному зубцу, число зубцов статора Е определяется выражениемсппо,а разность между шириной зубцов стагора и раскрытием пазов ротора д рав на разности между шириной зубцов ста тора и ротора д.2, причем где сп - число фаз обмотки статора;пГ - число секций одной фазы;р - число пар полюсов.На Фиг, 1 показаны часть магнитопроводов ротора и статора с обмотками; на фиг, 2 - схема однофаэной обмотки ротора; на Фиг. 3 - схема спфаэной обмотки статора (показаны 2 иэ в фаз); на Фиг. 4 - закон изменеНия огибающей напряжения "изменение потокосЬепления" трех из п 1 фаз ММТ в Функции угла поворота ротора.Ротор 1 (Фиг. 1 и Фиг, 2)имеет зубцов 2 с уложенной в его пазы обмоткой 3 типа зубец-полюс. На зубцах 4 и 5 статора, число которых уложены секции обмотки б, Каждая иэ фаэ обмотки статора (фиг, 3) содержит 5 последовательно включенных секций. Величина шага по паэам у = 1, а величина секционного шага уНа Фиг, 4 показано напряжейие сказы ) 01, напряжение соседней с ней фазы О 1, и напряжение Фазы Оз+к, сдвинутое по фазе относительно напряжения Фазына 90 электрических,оПериод изменения выходного напряжения каждой фазы ММТ равенкргде р = -- число пар полюсов, Расстояние между нулевыми точками двух соседних фаэ д = - . ВеличинаЯпРд может рассматриваться как собственная дискретность датчика по нулевым точкам, форма кривой выходного сигнала (потокосцепления) для каждой иэ Фаз статорной обмотки (фиг.4) при отсутствии скоса и при известном числе фаз щ, числах зубцов на статоре 2 си роторе Хр зависит от величин раскрытия пазов на статоре Ь и роторе Ь, и ширины зубцов статора Ьс и ротора ЬПри поданном на обмотку ротора напряжении питания, для положения ротора показанного на Фиг. 1, напряжение на выходе фазы ) равно нулю, так как количество магнитных силовых линий входящих в 5 зубцов статора, принадлежащих этой фазе и выходящих из них,равно,В том случае, если величины ЬЬ,и Ьцр выбраны таким образом, что величина взаимного перекрытия д(Фиг.1)равна расстоянию между нулевыми точками двух соседних фаз д, напряжениена выходе фазы ), при изменении положения ротора от покаинского нафиг. 1 на величину 1 д , изменяетсялинейно в Функции угла. Это условиеможет быть записано какЩЛ"шс "воРш 25 где 0 - диаметр расточки,Или учитывая, что -- Ьэтас2 у- Ь Ьтс щрТ.е. для обеспечения линейности иэ 1 О менения выходного напряжения в преелах д , разность между ширинойубца статора и величиной раскрытияпаза ротора должна равняться удвоенному значению угла между нулевымиточками соседних фаэ,15 При использовании ММТ в преобразователе угол-код амплитудного типа вкачестве первичного преобразователяугля, информация об угловом положенииротора заключается в амплитуде напряже 2 О ний фаэ. Однозначность отсчета обеспечивается в диапазоне углов равных ппериоду изменения напряжения. При повороте ротора от нулевого положения(фиг. 3) до, в диапазоне угловО -- используется для аналогоЯспРцифрового преобразования напряженияфазы ), далее р - ."- напряжеъ Рние фазы 1 +1 и т.д., так как на этихучастках оно прямопропорционально угловому положению ротора,Использование в качестве опорногонапряжения при аналого-цифровом преобразовании напряжений фаз статорной обмотки позволяет уменьшить ошибку ММТот эксцентричности установки его магЗ 5 нитопроводов, а также ошибки аналогоцифрового преобразователя напряж ниекод, Для обесПечения такой возможностинеобходимо, чтобы напряжение фазы )+1,смещенное по фазе относительно напряг жения фазы ) на 90 эл.град. было впределах изменения углал неизменно. Аналогичное условие должно выполняться для двух любых фаэ, напряжениякоторых смещены относительно друг друга на 90 эл. град, Это условие выполняется, если величины раскрытий шлицов выбраны таким образом, что величина ди (Фиг. 1) равна л , Это условиелр 3 тдможет быть записано как . -50 УРИли учитывая, что --- Ь7 Ор РйЗ- -Ь =Ь имеем2 с шс гс=Ь -Ь55 РФ ер 2Т.е. для обеспечения неизменности потокосцепления фазы+ К в пределахЬ, разность между шириной зубца статора и шириной зубца ротора должна равняться удвоенному значению угла междунулевыми точками двух соседних фаз,Эначения Ь и Ьш являются угловыми величинами, это дуги цилиндрической поверхности магнитопровода статора ипиб 5Форма части кривой выходного напряжения каждой из фаз, показанная на фиг. 4 штриховыми линиями, не имеет принципиального значения, так как в процессе аналого-цифрового преобразования оно не используется. 5Данный многофазный многополюсный вращающийся трансформатор позволяет повысить точность преобразования угла за счет получения принципиально линейной зависимости фазных напряжений в пределах дискретности и возможности использования в качестве опорного напряжения вторичной обмотки.Степень линейности выходного сигнала образцов ММТ достаточно высока максимальная ошибка составляет +4" при величине Л = 771 . Количество отсчетных точек, которое может обеспечить предлагаемый ММТ значительно выше, чем у известных устройств, так как возможно испольэовать не только ну левые точки как в электромеханических шкалах, а фазные линейные напряжения.Формула изобретенияМногофазный многополюсный враща ющийся трансформатор, содержащий статор и ротор, магнитопроводы которых выполнены с числом зубцов кратным числу полюсов, и установленные на них обмотки, выполненные в виде последовательно соединенных секций, каждая из которых установлены на одном зубце, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыШения точности преобразования, число зубцов статора 7определяется выражениемЕр - щпс)а разность между шириной зубцов статора и раскрытием пазов ротора йравна разности между шириной зубцов статора и ротора д, причем ь =а=2 Ур пгде щ - число фаэ обмотки статора фпс - число секций одной фазы;число пар полюсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 565358, кл. Н 02 К 29/00, 1974,2. Авторское свидетельство СССР9 299919, кл. Н 02 М 5/32, 1969.813607 Составитель,В. КамаровРе акто Е. о ошенко Тех Н.Ковалева Ко ект абинец 4 Закаэ 9 Ти ВНИИПИ Государственн по делам иэобрете 11 ЗОЗЬ Малина П-ЭП филиал ППП. Патентг.аж 30 Подписного комитета СССРий и открытийшска я наб , 4 5жгород, ул. Проектная,