Многополюсный вращающийся трансформатор

(51)5 Н 02 К 24/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЙМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР У 1001343, кл, Н 02 К 24/00, 1981.Авторское свидетельство СССР Кф Я 99919, кл. Н 02 М 5/32, 1969, (54) ННОГОПОЛЦСНЬ 1 И ВРАЦАБЦИЙСЯ ТРАНСФОРИАТОР(57) Изобретение относится к элект.ротехнике и может быть использовано при создании высокоточных информационных электрических машин. Целью изобретения является повышение точности многополюсных вращающихся трансформаторов (ВТ).ВТ содержит один из магнитопроводов, например ротора, с числом зубцов, кратным числу пар полюсов, имеющим пазы, скос и ширина которых выполнены равными соответственно 2/3 и 1/5 зубцового деления, и несет Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании высокоточных информационных. электрических машин.Целью изобретения является повышение точности преобразования.На фиг. 1 показана схема вращающегося трансформатора (ВТ); на фиг.2 - принципиальная электрическая схема ВТ.Иногополюсньй ВТ состоит из соосно расположенных неподвижного корпуса 1 статора (фиг. 1), несущего магнитопровод 2, и поворотного корпуса 3 ротора, несуцего магнитопровод 4. На 2на себе обмотку типа зубец-полюс, а другой магнитопровод, например статора, с числом зубцов, кратным 77, несет на себе две синусоидально распределенные обмотки. Числа витков синусоидально распределенных обмоток И , охватывающих зубцы магнитопровода (где 1 - номера зубцов), удовлетт воряют 2/7 соотношениямУ + (2 /7)ч4и (з.-1)=0 и 2/11 соотношениямУ +е+ (2/11) (1-1)=0, где- переменная суммирования; 2 - число зубцов магии- Я топровода, несущего синусоидально расположенные обмотки; 1 в чис,принимаюцие в каждом равенстве по одному значению из ряда 1,2,2/7; 1 е числа, принимающие в каждом равенстве по одному значению из ряда 1,2, 2/11. 2 ил. 3 табл,)вам магнитопроводах 2 и 4 статора и ротора размещены обмотки 5.Один из магнитопроводов, например, ротора, имеет число зубцов, кратное числу пар полюсов (р) многополюсного ВТ и несет одну обмотку 6 возбуждения ,(Фиг. 2), выполненную по типу зубец - полюс. Принимают р=32, а число зубцов магнитопровода ротора равно 64. Иагнитопровод ротора с целью подавления в форме намагничивакщей силы(Н.С.) обмотки возбуждения низших (Зри 5 р) и им кратных гармоник выполнен32со скосом пазов на - зубцового деления3и величиной пшица (паза) на поверхности ротора, образующей зазор между рото 1ром и статором, равным - зубцового депения.Второй магнитопровод 4 (статора) выполняется с числом зубцов кратным 77. 1 а магнитопроводе статора размещаютея две синусоидально распределенные выходные квадратурные (синусная и косиусная) обмотки 7 и 8.Числа витков синусоидально распределенных обмоток 7 и 8 И, охватываюЩие зубцы магнитопровода ( - номер зубца), должны удовлетворять соотноЕ.вениям -20 Йгц + - (-1) = 01 д 11Ьгде ъ -переменная суммирования;2 - число зубцов магнитопровода,несущего синусоидально распределенные обмотки;1 - числа, принимающие в каждомравенстве по одному значению,Е .из ряда 1,2351 - числа, принимающие в каждомравенстве по одному значению,Еиз ряда 1,2,Е Е1 + - (-1) и 1 + - (1 - 1) - 4011численные значения номеровзубцовНапример, р = 32,число зубцов статора, несущего выходные обмотки, равно77, число зубцов ротора - 64. 45Принимают, что максимальное числовитков, охватывающих зубец магнитопровода статора, И= 100, По теориирасчета синусоидально распределенныхобмотокчисла витков, охватывающих 50зубцы магнитопровода, определяются в.1-й зубец;- номер зубца;д, - угловое расположение осиЗ-го зубца на расточке магнитопровода.Для получения равенства параметров синусной и косинусной обмоток и одинакового закона их намотки значение О( определяется выражением и 2 Й- + - (3 - 1), (4) 4 р Е где 2 - число зубцов магнитопровода,несущего данную обмотку (дляуказанного случая магнитопровода статора).В известных многополюсных ВТ рас" считанные значения И округляются до целых чисел и по полученным данным составляются схемы обмоток. При округлении расчетных значений У до це 3 лых чисел нарушается синусоидальное распределение чисел витков обмоток И появляется дополнительный спектр гармоник в разложении Фориы Н.С которого не должно быть при идеальном синусоидальном распределении.Поскольку обмотки ротора выполиены по типу зубец - полюс, то в Н.С. этои обмотки наиболее сильными гармониками являются гармоники Зр, 5 р, р, 11 р. Кроме того, выполнением определенных скоса и величин пазов этого магнитопровода подавлены гармоники Зр и 5 р и им кратные. Поэтому после округления расчетных значений чисел витков выходных синусоидально распределенных обмоток следует в дополнительном спектре гармоник сделать равными нулю амплитуды гармоник порядка 7 р и 11 р, что достигается выбором числа зубцов статора кратных 77 и выполнением равенств (1) и (2).1Расчет чисел витков, охватывающих зубцы магнитопровода, одной из статорных обмоток при использовании выражений (3) и (4) представлен в табл.1,Проверяют рассчитанный закон (табл. 1) на соответствие выражениям (2) и (1)Для выражений (1) значения левых частей равенства 7, нЯ + - (1-1) =, Ч + 11(1-1)55 г г г- ) - 2 -Е. а аф а ф при разных значениях 1 приведены втабл. 35 При округленных расчетных значениях чисел витков до ближайших целых чисел соотношения (1) и (2) выполнены не полностью, Поэтому необходимо ввести корректировку (переокругление) значений Ч Откорректированные значения чисел витков, обеспечивающие выполнение соотношений (1) и (2),приведены табл. 1: 15Вместо УстановленоИ = -73 И = -74М = -19 Ц,= -20иИ,= 94 Ъ 7 = 93И = -41ЫЫ = -40Я201= -100 1 = -99Ч = -50 И = -49И+= 51 142= 52Ы = -100р ео= -99И = -61доИо= -62 25Б= 78 Уд= 77После указанной корректировки выполняются равенства (1) и (2), устройство не имеет взаимодействия между первичной и вторичными обмотками по 30 гармоникам 7 р и 11 р ввиду полного подавления их на выходных обмотках.Выполнение равенств (1) и (2) при числе зубцов магнитопровода 77 (кратным 7 и 11) обеспечивает подавление в Н,С, обмотки гармоник порядка 7 и 11 и им кратным, т.е. и гармоник 7 р и 11 р. Кривая распределения Н,С. вдольвоздушного зазора для синусоидальнораспределенных обмоток может бытьпредставлена в виде Р(о - о +(а 1 сов 1 сб(+ Ь 1 здп 1 М )1ь 7где а = рРЫ)М1 да= -Р(о соз 1 со )оьУ1 чРЯ)яЫсо Ы1Для подавления в Н.С. гармоники 1 сследует выполнить равенства нулю а 1, иЬ, что достигается выполнениемИР Я) со яс о( с 1 о = 0о(5)ИРы)з п 1 Ыа(= О. Так как витки каждой обмотки соединены последовательно и по ним протекает один и тот же ток 1, то распределение Н.С, пропорционально закону распределения витков на зубцах магнитопровода.Функция РЦ) может быть представлена в виде ступенчатой кривой, Значения этой функции против зубца 3 магнитопровода равны Подставляя (6) в левые части равенства (5) и выполнив некоторые преоб- разования получают р2 уРсозЫЙо=1 И, созМ Йо(=3ИГъ=1 вдп 1 с -И вп 1 соС .Тогда для подавления гармоники 1 с вместо выражения (5) следует выполнять равенства г т, 2 К 1 с4 2 г271 с 27 1 си.здп--- + - 3 = О, .(7)4 г 2 Если между Е и 1 с есть общий множитель а, то при измененииот 1 до Е значения Г 26 1 с 2 Г 1 си зп --- +,4 . Е 2Е повторяется а раз через каждые - зна- а численные повторения будут при значениях.У, + (1 1) 81 п( - .- + - 3)пв 1 1. а, 4 Е Егвенное повьппение точности работы многополюсного ВТ. Формула изобретения Иногополюсньп. вращающийся трансформатор, содержащий статор и ротор, один из которых выполнен с числом зубцов, кратным числу пар полюсов р, с углом скоса пазов 120/р, и шириной пазов 36/бр, а второй имеет две синусоидально распределенные обмотки, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности преобразования, магнитопровод, несущий синусоидально распределенные обмотки, выполнен с числом зубцов кратным 77, а числа витков секций синусоидально распределенных обмоток И охватывающих зубГ Гцы магнитопровода, где- номер зубца, удовлетворяет соотношениям 0 (8)0 Таким образом, для подавления любой ,в разложении Н.С. обмотки гармоникиномер которой имеет общий множитель с числом зубцов магнитопровода, достаточно провести к нулю суммы, стоящие в квадратных скобках выражений (8), что и записано выражениями ;(1) и (2) соответственно для значений а = 7 и а = 11, которые являются обшими множителями между Е = 77 и 1 с =207 р и Е.= 77 и 1 с = 11 р.Трансформатор работает следующим образом.;Е 1 + - (з.-1)е, При подаче напряжения на обмотку 6 возбулдения на выходных обмотках 7 и 8 в зависимости от углового положения ь ротора наводятся сответственно напряжения, пропорциональные зауэр с и созрИ,где- переменная суммирования;ГГ1 Г 2 УеУ 7 )1 2Р ГУ11число зубцов магнитопровода,несущего синусоидально распределенные обмотки;2(х-) 1 1+ - (1 - 1) - числен Г 30 Благодаря выполнению одного магнитопровода с числом зубцов, кратным 77,и синусоидальному распределению обмоток с удовлетворением равенствам 35 (1) и (2) полностью подавлены все гармоники кратные 7 и 11, включая и гармоники 7 р й 11 р, что дает сущест 2 1 + -7ные значения номеров зубцов Таблица 1 Зубцы 3ложение осизубца М,эл. град. Расчет- Округлен- Переокругное ное до ленноецелых чисел 1 70,5 711580493 10 соя 0 Угловое положение осизубца Ы 1,эл. град. Зубцы,3Округленное доцелыхчисел РасчетПереокругленное ное 66,3 6615804932 Продолжение табл. 1 сов 0 Угловое положение осизубца Ы,эл. град,Зубцы,31 асчет- Округленное ное доцелых Переокругленное чисел Таблица 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 7АМ+11(-1) ОО О-1 О 1 -1 О