Вращающийся трансформаторный токосъемник

Вращающийся трансформаторный токосъемник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повышение КПД. Вращающийся трансАорматорный токосъемник неподвижный 1 и вращающийся 2 магнитопроводы с кольцевыми обмотками 2 и 4. Вращающаяся обмотка 4 пропитана высокотемпературным связующим с порошковым ферромагнитным наполнителем. Концентрация порошкового наполнителя изменяется от минимальной в слоях, обращенных к неподвижной обмотке, до максимальной в слоях, удаленных от указанной обмотки. Концентрация порошкового наполнителя может меняться по линейному закону. 1 з.п, Ь-лы, 1 ил. i (/)

QOO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1737590

А1 (51)5 Н 01 К 39/64, Н 01 Г .23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,о ljп Й

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П4НТ СССР,! (Z1) 4778496/07 (22) 08,01. 90: (46) 30.05.92. Бюл. % 20 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе, Уфимское конструкторское бюро машиностроения и Научно-исследовательский институт пластических масс им. Г.С. Петрова

Научно-. производственного объединения

"Пластмассы" (7?) A.Ï. Торгашев, В.И, Зиновьев, В.Г. Гусев, В.Б. Иалешин, Л .И, Войтенко и 7<.И. Гольдштейн (53) 621.313(088.8) (56) Ииловзоров В.П. Электромагнитные устройства автоматики. И.: Высшая школа, 1983, 408:с, Гусев В.Г., Андрианова Л.П. Индуктивные и магнитомодуляционные преобразователи для передачи информации с вращающихся объектов. И.: Энергия, 1977, 88 с.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для бесконтактной передачи энергии питания различных устройств, расположенных на вращающемся объекте, и выход- . ных сигналов этих устройств на стационарную аппаратуру при экстре альных условиях работы (рабочая температура о до 400 С, линейные ускорения до

30 тыс.gs вибрации в диапазоне частот до 2,5 Гц — po 30 g).

Известны устройства для бесконтактной передачи электрической энергии на .

2 (54) ВРАЦАИЩИЙСЯ ТРАНСФОРИАТОРНЫЙ

ТОКОСЪЕИНИК (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение

КПД, Вращающийся трансформаторный токосъемник неподвижный 1 и вращающийся 2 магнитопроводы с кольцевыми обмотками 2 и 4, Вращающаяся обмотка

4 пропитана высокотемпературным связующим с порошковым ферромагнитным наполнителем. Концентрация порошкового наполнителя изменяется от минимальной в слоях, обращенных к неподвижной обмотке, до максимальной в слоях, удаленных от указанной обмотки. Концентрация порошкового наполнителя С2

Я может меняться по линейному закону.

1 з.п, Ь-лы, 1

Оч вращающийся объект, использующие прин- © цип электромагнитной индукции и содержащие вращающуюся и неподвижную обмотки, расположенные внутри соот. ветствующих вращающегося и неподвижного магнитопроводов.. Подобные устройства работоспособны при указанных В " вьппе условиях, однако имеют весьма и низкий щп, (на уровне нескольких процентов). Это объясняется наличием воздушного зазора между вращающейся и неподвижной частями индуктивного токосъемника (или, что эквивалентно, 3 173759 вращающегося трансформаторного токосъемника), а также тем, что. в силу высоких требований к механической прочности такого токосъемника при одновре. менно постоянно действующем требова" нии к миниатюризации габаритных размеров, магнитопроводы токосъемников, как правило, выполняются из нешихто-. ванного материала. Наличие значитель- 10 ных вихревых токов в материале магнитонроводов дополнительно снижает КПД вращающегося трансформаторного токосъемника, причем во многих случаях их влияние окизывается ощутимее влияния воздушного зазора, Снижение КПД вращающихся трансформаторных токосъемников, магнитопроводы которых выполнены из сплошных материалов, происходит также и вследствие наличия суще- 20 ственного поверхностного эффекта, особенно значимого при повьпиенных частотах (сотни герц — единицы килогерц).

При этом магнитное сопротивление магнитного пути, по которому замыкаются д магнитные потоки, определяется глубиной проникновения магнитного потока в материал согласно формуле

Р .где Й вЂ” максимально возможная глуЯ бина проникновения магнитного потока в материал, мм;

à — удельное сопротивление материала, Ом мм /м. 35

Р— магнитная проницаемость мате 1 макс риала, Гн/м; — частота, Гц;

При этом, начиная с некоторого . значения частоты, дальнейшее ее увеличение нецелесообразно, так как приводит к увеличению потоков рассеяния

"и дальнейшему снижению КПД. Между тем, повышение частоты передаваемого через вращающийся трансформаторный токосъемник сигнала весьма желательно, так как позволяет снизить требования к входным фильтрам вращающижся электронных узлов, в первую очередь,: к сглаживающим конденсаторам, являющимся наименее надежными и крупногабаритными элементами.

Пелью изобретения является повышение КПД вращающегося трансформаторного токосъемника, предназначенного для работы s тяжелых условиях (температура — до 400 С, линейные ускорео ния — до 30 тыс.g вибрации - po 30 g

0 4 в диапазоне частот до 2,5 кГц). Указанная цель достигается эа счет того, что в известном вращающемся трансформаторном токосъемнике, содержащем концентрически расположенные подвижI ный и неподвижный магнитопроводы с кольцевыми обмотками, которые размещены внутри магнитопроводов, его вращающиеся обмотки пропитаны высокотемпературным связующим с порошковым ферромагиитньпл наполнителем. При этом, концентрация порошкового ферромагнитного наполнителя изменяется от минимальной в слоях, обращенных к неподвижной обмотке, до максимальной в слоях, удаленных от неподвижной обмотки. Концентрация порошкового ферромагнитного наполнителя в объеме вращающейся обмотки изменяется по линейному закону, На чертеже приведен вращающийся транс .форматорный токосъемник, Вращающийся трансформаторный токосъемник содержит неподвижный магнитопровод I с намотанной на него неподвижной обмоткой 2 и вращающийся магнитопровод 3 с намотанной на него вращающейся обмоткой 4. Вращающаяся обмотка 4 пропитана высокотемпературным связующим с порошковым ферромагнитным наполнителем. Концентрация порошкового ферромагнитного наполнителя в обмотке 4 изменяется от минимальной в слоях, обращенных к неподвижной обмотке 2, до максимальной в слоях, удаленных от неподвижной обмотки 2. В качестве вь сокотемпературного связующего используются (в приведенной. реализации) органосиликатные высокотемпературные клен типа

КТ-2 и 1 -28.

Вращающийся трансформаторный токосъемник работает следующим образом, При протекании тока, генерируемого источником переменного тока, через неподвижную обмотку 2, размещенную внутри неподвижного магнитопровода 1, . в последнем возникает магнитный поток

ФО, замыкающийся по неподвижному 1 и, через зазоры, вращающемуся 3 магнитопроводам и охватывающий вращарщуюся обмотку 4, При этом, в прототипе, выполненном по .аналогичной схеме, вследствие наличия воздушных зазоров между магнитопроводами 1 и 3, а.также вследствие малой глубины проникновения магнитного потока в мате-. риал- вращающегося магнитопровода 3

5 1737590 е (согласно формуле 1), фактически on- обмотки 4 наименьшего диаметра), а ределяющей магнитную проводимость максимальная - B слоях вращающейся вращающейся части вращающегося тране обмотки 4, наиболее удаленных от несформаторного токосъемника, значитель- подвижной обмотки 2 (на Лиг. I — в ная часть магнитного потока замыкает- слоях вращающейся обмотки 4 наиболься по воздушному промежутку между вра- щего диаметра), приводит к тому, что щающимся и неподвижным магнитопрово- магнитный поток ФО равномерно пронидами и статором вращающегося трансфор- зывает все витки вращающейся обмотки маторного токосъемника и между щеч- 1О 4, не концентрируясь только so внутками неподвижного магнитопровода f, ренних слоях вращающейся обмотки 4. не охватывая вращающейся обмотки 4 ° Такое распределение магнитного

Благодаря пропитке в устройстве потока в теле вращающейся обмотки 4 вращающейся обмотки 4 высокотемпера- позволяет существенно снизить потери турным связующим с порошковым ферро- 15 от действия вихревых токов и короткомагнитным наполнителем эквивалент- . замкнутого витка (вращающегося магниная магнитная проводимость вращающей- топровода 3), уменьшить долю магнится части вращающегося трансформатор- ного потока, замыкающегося вне обного токосъемнйка (фиг, 1) существен- мотки 4, а следовательно, повысить но возрастает, Вследствие этого про- 29 КПЛ вращающегося трансформаторного исходит перераспределение магнитного, гокосъемника. Известные способы, поз- . потока, генерируемого неподвижной . воляюцие .достичь того же эффекта, обмоткой 2 таким образом,что,значи- такие как шихтование магнитопровода тельная его часть, ранее замыкающая- или изготовление его из материала с ся между щечками неподвижного магии- 2S высоким удельным электрическим сопротопровода 1 и не охватывающая вращаю- тивлениеи и приемлемыми магнитными щуюся обмотку 4, теперь пронизывает свойствами (например, ферритов), для витки врацающейся обмотки 4. указанных выше условий работы оказыОдновременно с этим снижаются по- ваются непригодны в силу невозможностери, вызываемые вихревыми токами в ЗО ти обеспечить весь комплекс требовасплошном материале вращающегося маг- ний, предъявляемых к механической нитопровода 3, уменьшается действие прочности и габаритам подобных усткороткозамкнутого витка, в качестве, ройств. которого можно рассматривать сам вра- Вместе с тЬм, получаемый в резульщающийся магнитопровод 3, представ- тате использования преппагаемого устляющий собой, по сути, замкнутое элек- ройства эфбект можно рассматривать

35 тропроводное кольцо, помещенное в как сверхсуммарный, так как ни один магнитое поле (активное сопротивление иэ существенных признаков по отдельтакого кольца — порядка сотых — тысяч. — ности не позволяет достичь поставлен ных долей ома), расширяется частот- . ной цели — повышения КПЦ вращающего40 ный диапазон передаваемых сигналов, ся трансформатора, предназначенного что, как было указано выше, позволяет для работы в тяжелых температурных снизить требования к параметрам вра- и механических условиях, в минимальщающихся электронных блоков, для пи- но возможных габаритах. Проведенные тания которых предназначен вращающий- - экспериментальные исследования выя45 ся трансдюрматорньп токосъемник,умень- вили увеличение КПД.исследуемого вра" шить их габариты, повысить надежность . щающегося трансформаторного токои обеспечить получение дополнительной съемника, предназначенного для работы информации за счет увеличения числа . в системе тензометрирования роторов информационных каналов. рр г

TTU при.указанных выше условиях и при

Распределение концентрации ферро- обеспечении всех предъявленных к нему магнитного порошкового наполнитзля требований, более чем в 2 раза (с 10Х в объеме вращающейся обмотки 4:ю ли- у устройства, выполненного по схеме нейному закону таким образом, что ми- прототипа, до 26Х у устройства, выпол-. нимальная концентрация ферромагнит- венного в соответствии с предлагаемым . ного порошкового наполнителя осущест- техническим решением) °

S вляется в прилегающих к неподвижной Ф о р м у л а и s о б р е т е н и я обмотке 2 слоях вращающейся обмотки 1. Вращающийся трансформаторный

А (на фиг. 1 — н сион« «раса««3ейсн то«осееииик, со«ар«адис «онцентричес1 737590

Составитель А. Торгашев

Техред М.Моргеитал „ Корректор С.Шекмар

Редактор Е. Зубиетова

Заказ 1899 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 ки расположенные подвижный и неподвижный магнптопроводы с кольцевыми обмотками, которые размещены внутри магнитопроводов, о т л.и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД, его вращающаяся обмотка пропитана высокотемпературным связующим с по» рошковым ферромагнитным наполните- . лем, причем концентрация порошкового наполнителя изменяется от минимальной в слоях, обращенных к неподвижной обмотке, до максимальной в слоях, удаленных от неподвижной обмотки.

2. Токосъемник по п. 1, о т л и— ч а ю m и и с я тем, что концентрация порошкового ферромагнитного наполнителя в объеме вращающейся обмотки меняется по линейному закону.