Многополюсный вращающийся трансформатор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сооз СоветскикСоциалистическиеРеспублик871285(51)М. Кл. Н 02 К 24/00 Геоудврстмнный комитет оо долек изобретений и открытий(54) МНОГОПОЛЮСНЬК ВРАШАЮЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР Изобретение относится к автоматикеи может быть использовано в высокоточных системах измерения и передачи угла поворота.В настоящее время широко известны многополюсные вращающиеся трансформаторы, содержащие зубчатые цилиндрические ротор и, статор, в пазах которых помещены приемные обмотки и обмотки возбуждения.0 Основной погрешностью современных вращающихся трансформаторов является погрешность, обусловленная неравномерностью воздушного зазора между ро 15 тором и статором и изменяющаяся с периодом оборота ротора (длиннопериодная погрешность). Неравномерность воздушного зазора возникает вследствие эксцентриситетов установки и20 овальности ротора и статора, Для автокомпенсации длиннопериодной погрешности используется стабилизация выходных сигналов отдельных секций выходной обмотки с последующим сложением стабилизированных сигналовУстройство 1 характеризуется по вышенной сложностью ввиду большого количества электронных стабилизаторов, Это ограничивает использование вращающегося трансформатора режимом фазовращателя.Известны также вращающиеся трансформаторы, в которых автокомпенсацня длиннопериодной погрешности достигается использованием обмотки возбуждения вращающегося трансформатора, также разделенной на секции, которые подключены параллельно к источнику питания. Последовательно с каждой секцией включены элементы сопротивления, выполненные в виде регулируемых индуктивностей 2Недостаток данного устройства заключается в том, что автокомпенсация погрешности осуществляется наиболее полно при достаточно высокой добротности обмотки возбуждения, Поэтому871285 0 25 30 35 55 При регулировке коэффициента ас(фиг. 2) измеряют напряжение, например на резисторе 20 (Ео), котороеизменяется (если имеется эксцентриданное техническое решение эффектив.но только для многополюсных вращающихся трансформаторов с шихтованнымимагнитопроводами, индуктивное сопро"тивление обмоток которых намного .больше активного, Для многополюсныхвращающихся трансформаторов со сплошным магнцтопроводом, у которых активное сопротивление обмоток намногобольше индуктивногонекоторое уменьшение погрешности может быть достигнуто только за счет регулируемых элементов (индуктивностей), включенныхв секции обмотки возбуждения.Целью изобретения является расширение области его применения.Поставленная цель достигается тем,что элементы сопротивления выполненыв виде резисторов и подключены параллельно секциям обмоток ротора истатора,На фиг, 1 приведена принципиальнаяэлектрическая схема многополюсного,вращающегося трансформатора,на фиг.2ЭДС секций при эксцентриситете статора; на фиг. 3 - ЭДС секций при эксцентриситете ротора,Вращающийся трансформатор (фиг. 1)содержит статор 1 и ротор 2, на которых расположены соответственно многополюсные обмотки 3 и 4 (обмотки условно изображены в виде меандров),На чертеже обмотки имеют 16 пар полюсов, Обмотки разделены на равное число секций (на чертеже - на восемь),от которых выполнены отводы, расположенные непосредственно на торцах статора и ротора. Параллельно секциям обмотки статора (к соответствующим отводам) подключены регулируемые резисторы 5-12, Параллельно секциям обмотки ротора подключены регулируемые резисторы 13"20.К обмотке 3 статора подключен источник питания О 14 т. Выходное напряжение О 1 ь, снимается с обмотки 4 ротора.При повороте ротора на угол с выходное напряжение изменяется по законуОЬ,ш = Опят 5и (Р д. Ж зи МОп 1,т= О 51 гцог.где Ю - угловая частота источника питания;- коэффициент трансформации;р - число пар полюсов (коэффициент электрическойредукции),Фф +УЕрЕ"- р - амплитуда длиннопериодной погрешности вращающегося трансформатора;5Ч 0 Чр - индексы фазовой модуляции выходного сигналапары полюсов, обусловленной, например технологическими эксцентриситетами статора 2 г и ротора 3 т 0 (т.е. несовпадением центра заготовкистатора или ротора с центром шпинделя делительного устройства, на кото 5ром осуществляется нарезка шлицов магнитопровода),Е,Р ЕрР20гР грсргде г , - средний радиус по воздушному зазору,е в - коэффициенты амплитуднойе рмодуляции выходного сигнала пары полюсов, обусловленной неравномерностью воздушного зазора между ротором и стагором вследствие эксцентриситетов при установкестатора 8 с, и ротора Вр,8 с фРш ООшрОУ - номинальный воздушныйОзазор между ротором истатором.Таким образом, длиннопериодная погрешность обусловлена неравномерностью воздушного зазора и сочетаниемс неточностью расположения полюсов40 (зубцов). Если коэффициенты амплитудной модуляции в 0 и щ р свести к нулю,то длиннопериодная погрешность Е будет (в соответствии с приведенной формулой) также равна нулю. Поскольку45 вЫставка ротора и статора механическим способом с требуемыми эксцентриситетами 3 и 0 р, равными 1-2 мкм,представляет сложную задачу, можноминимизиРовать коэффиЦиенты а 0 и шрэлектрическим способом с помощью регулируемых резисторов. При этом коэффициент регулируется с помощью резисторов 5-12, а коэффициент - с помощью резисторов 13-20.1285 формула изобретения 20Многополюсный вращающийся трансформатор, содержащий статор и роторс секционированными обмотками и подключенные к обмоткам регулируемыеэлементы сопротивления, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что, с целью расширения области его применения, элементы сопротивления выполнены в видерезисторов и подключены параллельносекциям обмоток.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. Авторское свидетельство СССРМф 708141, кл. 6 01 В 7/10, 1977.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2745020/24-07,кл. Н 02 К 24/00, 1979. 5 87 ситет 8 с ) по синусоидальному закону с периодом оборота ротора 2 Х. Регулировкой резисторов 5-12 на статоре добиваются минимального изменения напряжения Е 2 на резисторе 20.При регулировке коэффициента ар (фиг. 3) измеряют постоянные, независящие от угла поворота напряжения, например на резисторах 16 и 20. В случае эксцентриситета Вр напряжения Е и,1и Ецр отличаются по амплитуде. Регу" лировкой резисторав 16 и 20 их устанавливают равными (Е 11, = ЕО). Таким же образом выравнивают напряжения на остальных резисторах ротора.В результате длиннопериодная погрешность, обусловленная неравномерностью воздушного зазора из-за эксцентриситета установки статора и ротора, компенсируется выравниванием напряжений отдельных секций выходной . обмотки Эффективность такой компенсации зависит от числа секций обмоток. Так, при четырех секциях погрешность. уменьшается в 5 раз, при восьми - в 20 раз.Если у вращающегося трансформатора наряду с одной выходной (синусной) обмоткой имеется другая (косинусная) обмотка, то для компенсации длиннопериодной погрешности второй обмотки необходимо ввести дополнительные регулируемые резисторы для каждой секции этой обмотки. Следует отметить, что в отличие от способа автокомпенсации длиннопериодной погрешности, данное техническое решение касается 6обычной компенсации, т.е. эффективнопри стабильных эксцентриситетах 6и 3 р, Однако оно не требует сложныхэлектронных стабилизаторов и ряда дополнительных подвижных токосъемныхустройств на вращающемся роторе, таккак регулируемые резисторы расположены непосредственно на корпусах ротора и статора.1 О Данный многополюсный вращающийсятрансформатор обеспечивает повышениеточности (при сплошных магнитопрово. -дах ротора и статора) в несколькораз относительно простыми средствами 1 З без усложнения технологии изготовления.