Многополюсный вращающийся трансформатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 220 15 4 Н 02 К 24 / 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДЕТЕЛЬСТ ВТОРСНОМУ(56) Авторское Ф 1436211, кл. 07 Бюл. Мф 30и А.И.Милюков4:654.94 ,088.8)свидетельство СССРН 02 К 24/00, 1987 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) МНОГОПОЛЮСНЫЙ ВРАЩАЮЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано присоздании высокоточных информационныхэлектрических машин. Целью изобретения является повышение точности многоИзобретение относится к электротехнике и может быть использованопри создании высокоточных информационных электрических машин, многополюсных вращающихся трансформаторов (ВТ).Цель изобретения - повышение точности путем подавления намагничивающей силы синусоидально распределенных обмоток гармоники 7 р.На фиг.1 показано раэмещени осеионных элементов конструкции ВТ; нафиг.2 - принципиальная электрическая схема; на фиг.3 - пример однойиз синусоидально распределенных обмоток ВТ,Многополосный ВТ состоит из соосно расположенных неподвижного корпуса статора 1, несущего магнитопровод2, и поворотного корпуса 3 ротора,несущего магнитопровод 4. На магнитополюсных вращающихся трансформаторов(ВТ). ВТ содержит статор и ротор,один иэ которых имеет магнитопроводс числом зубцов, кратным числу парг,люсов, и обмотку типа зубец-полюс,а другой имеет магнитопровод с числом зубцов, не кратным числу парполюсов, и две синусоидально распределенные обмотки. Число зубцов магнитспровода, несущего синусоидальнораспределенные обмотки, кратно 105,а числа витков в секциях синусоидально распределенных обмоток И, охватывающих зубцы магнитопровода, удовлетворяют соотношениям, приведенным втексте описания. 3 ил., 1 табл. проводах 2 и 4 статора и ротора размещены обмотки 5.Один из магнитопроводов, например, в рассматриваемом случае ротор, имеет число зубцов, кратное числу пар полюсов (р) ВТ и несет одну обмотку возбуждения 6, выполненную по типу зубец-полюс. В рассматриваемом примере примем р=32 и число зубцов магнитопровода ротора равным 64.Второй магнитопровод 4 (статора) должен иметь число зубцов)кратное 15-ти и одновременно, кратное 7.С учетом этих двух требований примем в рассматриваемом примере мини" мально возможное число зубцов магнитопровода статора, равным 105-ти.На этом магнитопроводе размещаются две квадратурные (сдвинутые между собой по положению осей на90 эл.град.) обмотки 7 и 8, являющиеся выходными синусной и косинусной обмотками.Числа витков в секциях синусоидально распределенных обмоток 7 и 8 М, охватывающие зубцы магнитопровода (1 - номер зубца), удовлетвоЕряют --- соотношениям3 1 О(3) 25 где2 переменная суммирования;число зубцов магнитопровода, несущего синусоидально распределенные обмотки; числа, принимающие в каздом равействе (1) по одному энаг чению, иэ ряда 1,2 числа, принимающие в каздомравенстве (2) по одномуЕзначению из ряда 1,2числа, принимающие в каздомравенстве (3) по одному зна- .40чению, из ряда 1,2 2 Е1 + -- (1-1) 1 + - -(-1)ф 3ф 5Е1 +(1-1) - числовые значения7 45 номеров зубцов,П р и м е р. Примем максимальное число витков, охватывающих зубец магнитопровода статора, И, 100, По теории расчета синусоидально распределенных обмоток, числа витков, охватывакщие зубцы магнитопровода, определяются в соответствии с выразеЯ М со рс (4)(для расматриваемого примера - магнитопровода статора).В известных многополюсных ВТ рассчитанные значения И округляются до целых чисел и по полученным данным составляются схемы обмоток.При округлении расчетных значений М до целых чисел нарушается синусоидальное распределение чисел витков обмоток и появляется дополнительный спектр гармоник, намагничивающей силы (Н С), которого не долзно быть при идеальном синусоидальном распределении.Поскольку в рассматриваемом примере устройства обмотка ротора выполнена по типу зубец-полюс, то в Н С этой обмотки гармониками, имеющимй наибольшие амплитуды, являются Зр, 5 р, 7 рПоэтому после округления расчетных значений чисел витков выходных синусоидально распределенных обмоток следует в дополнительном спектре гармоник сделать равными нулю амплитуды гармоник порядка Зр, 5 р, 7 р, что достигается выполнением равенств (1), (2) и (3).Расчет чисел витков, охватывающих зубцы магнитопровода одной из статорных обмоток, при использовании выразений (4) и (5), представлен таблицей графы 1"5, Знак перед числом витков обозначает направление намотки. Проверим результаты расчета (графа 5) яа соответствие соотношениям (1), (2) и (3). где И - максимальное число витков,охватывающих один зубец;число витков, охватывающих1-тый зубец;номер зубца;- угловое располозение осид1-того зубца на расточкемагнитопровода,Для получения равенства параметровсинусной и косинусной обмоток и одинакового закона их намотки значенияс( определяются выразением:1501220 Числа витков, охватывающих зубец 3 соя а,/ Зубцы Расчетное Округленные дл,цел.чис. Переокругленные сучетом формулы изобретения эл.град 70,7-33,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 Угловое положениеоси зубца в 45154, 71264,4314,14123,86233,57343,2993202,71312,4362,14171,86281,5731,29141250,710,43110,14219,86329,5779,29189298,7148,43158,14267,8617,57127,29237346,7196,43206, 14315,8665,57175,2928534,71144,43254,143,86113,57223,2933382,71192,43302,1451,86161,57271,29 0,7071501220 Продолжение таблицы Числа витков, охватывающих зубец 1 сов ау Зубцы Переокругленные сучетом формулы изобретения Округленные дл. цел.чис.И,1 Расчетное эл.град.,93-4998 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 11 72 13 74 75 76 77 18 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 Угловое положениеоси зубца в 21130,71240,43350,1419,86209,57319,2969178,71288,4338,14147,86257,577,29117226,11336,4386,14195,86305,5755,29165274,7124,43134,14243,86353,57103,29213322,1172,43182,14291,8641,57131,2926110, 71120,43230,14339,8689,57199,2930958,71168,43278,1427,86137,57 0,9341501220 Продолжение таблицыЧисла витков, охватывающих зубец З соз Ыу Угловое положениеоси зубца в Зубцы Расчетное Округленные дл. цел.чис.И,эл.град.,Переокругленные сучетом формулы изобретения-0,9950,427 247,29357106,71216,43326,1475,86185,57295,29 98 99 100 101 102 103 104 105 Д лясоотношений (1) значения левых частей равенств,1 л + -- ( 1-1)1 л +356-1)105, ез1 дл при переменных значениях 1 равны: 25 Для соотношений (2) значения левых частей равенств. 55л(-1) Ы +21(-1) при переменных значениях 1 с равны:+1 юл +1 7 с +щ ч 3 +щ 71 +1 75 +1 6 +У Ч 7 +Ю ЧЬ +И Чу +н Ьо +1 И +Ц Ьс +Яр щ 34 +И Ьу +У ь +Яр +ЮРУ щО щО щО 0 0 0 0 0 1 щ -1 0 0 щО щО+ =0 +=0 Для соотношений (3) значения левых частей равенств 11 15при переменных значениях 1 равны:=0 чений И, Откорректированные значения чисел витков, дающие обеспечивающие выполнение соотношений (1), 4 О (2) и (3) приведены ниже и в графе6 таблицы. Следовательно, при округлении расчетных значений чисел витков до ближайших целых чисел соотношения (1), (2) и (3) выполнены не полностью. Поэтому необходимо ввести корректировку (переокругление), знаВместо 11и ВТ не будет иметь вэаимодействиямежду первичной и вторичными обмотПосле указанной корректировки выполняются равенства (1), (2), (3)хами по гармоникам 3 р 5 р, и 7 р ввиду полного подавления их на вторичных обмотках.На фиг.3 порядковыми числами эану мерованы номера пазов 9-113, так, что первый зубец расположен между 9-ым и 10-ым пазами, второй зубец между 10-ым и 11-ым пазами и т,д. Против лобовых частей каждого зубца указа 1 О но число витков, охватывающих этот зубец, в соответствии с графой 6 таблицы.Устройство работает следующим образом. 15При подаче напряжения на обмотку возбуждения 6 на выходных обмотках 7 и 8 в зависимости от углового положенияротора наводятся соотгетственно напряжения, пропорциональные з 1 п ра и соз рф..В данном ВТ полностью устранено влияние гармоник намагничивающих сил обмоток кратных 7, в т.ч. и гар" моник порядка 7 р, которые имеют сре ди высших гармоник этой машины максимальную амплитуду, а поэтому и наибоЛьшее влияние на их погрешность.переменная суммирования; число зубцов магнитопровод, несущего синусоидально распределенные обмотки; числа, принимающие в каждом соотношении по одному эна 2. чению, из ряда 1,2где2 21+ - -(1-1) 7 значения номеров зубцов формула изобретенияМногополюсный вращающийся трансформатор по авт.св. Р 1436211, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, число зубцов магнитопровода, несущего синусоидально распределенные обмотки, кратно 7, а сумма чисел витков в секциях синусоидально распределенных обмоток И ,1 охватывающих зубцы магнитопровода, где 3 - номер зубца, удовлетворяют г-- соотношениям7-11 -90 72 41-100 26 82 -81 -27 100-цО -77 89 17-97 )ППГ 1 Г 1 ПГЗГЗГЗГИГ 1 ГЗГ )Г 1 ГЗГ ЛУ ао Ц б 2 43 Ф 4 45 48 И ЕВ У УО 81 87 53 Г Г 1 ГГ)Г.Г 3 Г 3 Г Г 1 Г 1 Г Г,ГГГ ВФ - 77 - 99- Ф 5 -И У 7 7 - УО 58 97 - Яб 8 81 - 7 д-Ф 41 П Г 1 Г 1 Г 3 ПГ 1 Г 1 Г 1 Г 1 Г 1 Г 1 Г 3 П Г 3 Г бУ 70 77 72 7 З 7 Р 75 76 77 78 79 ОО В/ 87 ВЗ У -73 -Ю ВО ЗО - ЮЮ 37 75 - 88 -15 УВ -51 - ЮФ Ф 1-ЯФ 63 57 -УВ 15 ВВ -73 -и 100 -7 У-В ВЗ Ю-ЯУ 45 1 Г 3 Г 1 ГЗГ 3 ПГ 1 Г )ПГ 1 Г )Г 3 ППГ 3 Г УУ ЮО 101 107 ФО ОФ ФУ 108 (07 РОВ ОУ ИР 1 О Ю 7 /ФЗ фиеЗ Редактор М.Товтин Заказ 4 В 86/53 Тирал 646 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пр и ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент , г. Укгор д, у . р11 у о л. Гага ина 101 ъ-р Составитель В.КомаровТехред М.Ходанич Корректор И.Муска