Двухканальный вращающийся трансформатор

.2 (088.8)видетельство СССР03 К 24/00, 1982детельство СССР02 К 24/00, 1970. 46 72 53 56) РАНСсло пар полюсов то-го зубца ного канал тимая угловая лиянием обмот д сима погрешность,ки возбуждени охватывающих ответственно ного канал о канала и о ого канала; оков возбужд аналов. 3 ил 4 ь СюР ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И ОБ ВТОРСНОМУ СВИ 14.04.87 23.10.88. Б,П.Леонов 621.314.21 Авторское4130, кл. торское св 878, кл. Н) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ВРАЩАЮЩИЙ ФОРМАТОР(57) Изобретение относится к электрическим машинам автоматических системи вычислительной техники и может бытьиспользовано при создании двухканальных вращающихся трансформаторов (ДЛТ)имеющих на единой магнитной цепи обмотки грубого и точного каналов. Целью изобретения является повышениеточности ДЛТ. ДЛТ содержит на одноми том же магнитопроводе обмотки точного и грубого каналов. Число витковкаждой выходной обмотки точного канала удовлетворяет соотношению( 2 Ч; сояс; ) + ( Е И я 1 пс(;)261А я 1 п р 1, где А = (г.гМ, М,я 1 п рц/ /г, яп р 1/г, /2 р аИ,я 1 п и/г, я 1 п Я/г;номер зубцов магнитопровода, несущего выходные обмотки; г г - число зубцов магнитопроводов, соответственно несущих обмотки возбуждения и выходные; и - число витков секций, охватывающих -й зубец магнитопровода; Ы; - угол По расточке магнитопровода между заданным произвольно началом отсчета углов и осью грубого канала. Юв 1 симальное число витков, убец магнитопровода собмотки возбуждения точыходной обмотки точно- мотки возбуждения груотношение величин ния грубого и точного2 табл.гле К; Извести ства парам выходных о их намотки выражением+ ( с й.я 1 п с( ) 4(г А я 1 п рР,г1 Й,п я 1 пгде А -2 р аИ я 1 п г,г,Изобретение относится к электротехнике и может быть использованопри создании вь 1 сокоточных информационных электрических машин.5Целью изобретения является повьшение точности двухканального вращающегося трансформатора (ДВТ) за счетуменьшения влияния цепи возбуждениягрубого канала на выходные обмоткиточного канала.На фиг, 1 показана схема расположения магнитопроводов ДВТ; на фиг,2 -принципиальная электрическая схемаДВТ; на фиг. 3 - выходная обмотка 15точного канала,Двухканальный вращающийся трансформатор состоит из соосно расположенныхнеподвижного корпуса статора 1 (сЬиг,1)несущего магнитопровод 2 и поворотного корпуса ротора 3, несущего магнитопровод 4, На магнитопроводах 2и 4 статора и ротора размещаются обмотки 5.Принципиально обмотки возбуждения 25могут размещаться как на роторе, таки на статоре. В ДВТ обмотка возбуждения размещена на роторе, а выходныеобмотки - на статоре.На роторе размещены две обмотки 30возбуждения (фиг.2). Обмотка возбуждения грубого канала 6, имеющая синусоидальное распределение витков,выполнена двухполюсной. Обмотка 7возбуждения точного канала выполнена, с числом пар полюсов р и может бытькак синусоидально распределенной,, так и сосредоточенной по типу "зубецполюс". В данном случае обмотка возбуждения канала точного отсчета выполнена по типу "зубец-полюс".На магнитопроводе 2 статора 1 размещены две пары синусоидально распределенных выходных квадратурных обмоток: синусная 8 и косинусная 9 обмот ки грубого канала, и синусная 10 икосинусная 11 обмотки точного канала.Выходные обмотки грубого канала имеют о одной паре полюсов, а выходныеобмотки точного канала - р пар полю 50сов. Выходная обмотка точного каналарасположена на зубцах 12-32 (фиг.3).При расчете синусоидального распределения выходных обмоток точногоканала числа проводников, охватывающих зубцы магнитопровода, должны вы"полняться в соответствии с выражвничисло витков, охватывающих -й зубец;номер зубца;максимальное число витков, охватывающих один зубец; угловое расположение оси 1-го зубца на расточке магнитопроводао, что для получения равенетров синусной и косинусной бмоток и одинакового закона значения ; определяются 2 п . 1 Ы =+ - ( --- ),4 р г 2где г - число зубцов магнитопровода, несущего данную обмотку(в данном случае магнитопровода статора),В известных ДВТ рассчитанные величины М округляются до целых значений1и по полученным данным составляетсясхема намотки. При округлении расчетных значений У до целых чисел нарушается распределение чисел витковсекций выходных обмоток точного канала, пропорциональное соя р Ы;. В результате этого намагничивающая сила(НС) этих обмоток содержит помимо основной гармоники р так же первую гармонику, которая.при наличии возбуждения грубого канала связывается с ним,что приводит к появлению дополнительной погрешности.На округление чисел витков выходных обмоток точного канала в данномустройстве устанавливается условие,приводящее к значительному подавлениюпервой гармоники. В соответствии сэтим условием числа витков в секцияхвыходных обмоток точного канала долж.ны удовлетворять неравенствуемМ;соя рЫ;,д - номера зубцов магнитопровод несущего выходные обмотки;г и г М Ч111 р 1 вр 1 Ю числа зубцов магнитопроводов, соотве ственно несущих обмотки возбуждения и выходные;число витков секции, охваты 5 вающей -й зубец магнитопровода;угол по расточке магнитопровода между заданным началом отсчета углов и осью д-го 10 зубца;число пар полюсов точного канала;допустимая угловая погрешность, вносимая влиянием об мотки возбуждения грубого канала; максимальное число витковсекций, охватывающих зубец 20магнитопровода соответственно обмотки возбуждения точного канала, выходной обмоткиточного канала и обмотки возбуждения грубого канала; 25отношение величин токов возбуждения грубого и точногоканалов,40 Выполнение неравенства (3) дости- Э 0 гается корректировкой (переокруглением) рассчитанных значений И,. Принципиально следует стремиться получить левую часть неравенства практически близкой к нулю.Выполнение неравенства (3) в реальных конструкциях выполнимо при значениях / на уровне, меньшем 1,Поясним принцип формирования выходных обмоток точного отсчета на примере расчета синусной обмотки. Пусть заданные числа зубцов магнитопровода ротора, несущего обмотки возбуждения, г= 20; число зубцов магнитопровода статора, несущего выход ные обмотки, г 1 = 21; число пар полюсов обмоток точного канала р = 10; максимальное число витков, охватывающих зубец магнитопровода статора для выходных обмоток точного канала, У = 50, для обмоток возбуждения Врточного канала И р = 100, грубого канала Я = 5.Пусть обмотки возбуждения грубого и точного каналов включены последовательно (это наиболее целесообразно), т.е. а = 1, Допустимая погрешность от влияния обмотки возбуждения грубого канала Г = 3.Грп заданных параметрах правая часть неравенства (3) равна 21 100 50 я 1 пядп 8622 10 1 5 яп 9 яп 8,6"я 1 п 10 3" = 0,102.Характеристика ДВТ представлена в табл. 1 и 2.Расчет витков, охватывающих зубцы магнитопровода статора синусной обмоткой при использовании ранее приведенных выражений (1) и (2), представлен в графах 1-4 табл. 1. В гра фе 5 этой же таблицы приведены значения чисел витков в секциях, охватывающих зубцы магнитопровода, полученные (так же, как и в известных ДВТ) путем округления расчетных чисел витков (графа 4) до ближайших целых чисел.Обмотка с числами витков секций, приведенными в графе 5, содержит полный спектр гармоник намагничивающей силы. Однако наибольшее влияние на снижение точности работы ДВТ от действия поля возбуждения грубого канала оказывает первая пространственная гармоника (к=1), так как является основной гармоникой НС грубого канала, Степень влияния первой гармоники с требуемой точностью (4 и отражает неравенство (3), правая часть которого нами уже вычислена,Для определения влияния первой гармоники вычислим величину левой части неравенства (3) для определенного в табл, 1 распределения витков М . Результаты вычислений приведены в табл. 2, где при сложении коэффициентов в столбцах 6 и 7 получаем, У; я 1 п с; = Оь 840572; У; соя с(, = 2,129631, тогда левая часть неравенства (3)= 2Поскольку эта величина превьппаетвеличину 0,102 в 22,5 раза, а должна5 1 согласно условию (3) не превьпиать ее то требуемая точность не обеспечена,Необходимо провести корректировку (переокругление) значений Ч,.Задача решается при изменении чисел витков, охватывающих, например, следующие зубцы: на зубце 19 вместо Ч 9 = -17 принимаем И, = -16, на зубце 29 вместо И 2 з = -48 принимаем Ы = -49, на зубце 30 вместо 1 з =46 принимаем 4 зд = 45, на зубце 32 вместо Ы 12 = 38 принимаем М39, Тогда2Я; з 1 п( = 0,08664;21Е И, соз с( = -0,0271;432674 точности от деиствия поля возбуждения грубого канала. 5 Формула изобретенияДвухканальный вращающийся трансформатор, содержащий магнитопроводы статора и ротора, на одном из кото рых установлены обмотки возбуждения точного и грубого каналов, а на другом - выходные обмотки обоих каналов, обмотки выполнены в виде секций, охватывающих зубцы магнитопроводов, 15 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния цепи возбужления грубого канала на выходные обмоткиточного канала, числа витков каждой выходной обмотки точного канала удовлетворяют соотношению2 151 прф ) рИр ф гд цо па а,л п точке магнитопрора ждучалом да м ада ннь отсчета угзубца;число парнала;допустимаяность, вномотки возбканала; и осью 1 - г олюсов точного ка угловая погрешимая влиянием об ения грубого 08664) + (-0,02471) =- 0,0905,т.е. после введеннои корректировки выполнено неравенство (3).Схема намотки рассчитанной выходной синусной обмотки точного канала после введения корректировки приведена на фиг, 3.Первым является зубец находящийся между 12-м и 13-м пазами, вторым зубм является зубец между 13-м и 14-мзами и т.д. Около лобовых частей ЗБ каждого зубца написано число витков, охватывающих данный зубец и знак (направление) нанесения витков.Устройство работает следующим образом.40При подаче напряжения возбуждения на обмотку 6 (возбужцения грубого канала) на выходных обмотках грубого канала 8 и 9 в зависймости от углового положения д ротора наводятся на пряжения, соответственно пропорциональные зь.п о и сов с 1. При подаче напряжения на обмоткувозбуждения точного канала на выходных обмотках точного канала 10 и 50 11 в зависимости от углового положе- ния с ротора наводятся соответственно напряжения, пропорциональныез 1 п р О(и сов р (,ДВТ при одновременном возбуждении 55 обмоток грубого и точного каналов обладает повышенной точностью, так как в нем значительно более чем десятичный порядок) уменьшено искажение его П . 12 Р с В 5 в зп -номера зубцов магнитопровода, несущего выходные обмотки; - числа зубцов магнитопроводовсоответственно несущих обмотки возбуждения и выходные; число витков секции, охватывающей -й зубец магнитопроврмаксимальное число витков секций, охватывающих зубец магнитопровода соответственно обмотки возбуждения точного канала, выходной обмотки точного канала и обмотки возбужцения грубого канала; а - отношение величин токов возбуждения грубого и точногоканалов.1432674 Угловое положеЗубцы Округленное значение оси, эл.град, 10 с; ние числа витковиг. Т е.2 ПГ 1 ПГ 1 ППППППППППП О И 20 21 22 2 2 Ю 2 б л м оставитель В.Комаехред М,Дидык орректор Н,Кор Редактор Н.Лазарен Заказ 5456/ ВН 1303 Ужгород, ул. Проектна твенно-полиграфическое предприятие,рои Тираж 666ИИГЛ Государсто делам изобМосква, ЖПодписиенного комитета СССРетений и открытийРаушская наб., д,