Линейный вращающийся трансформатор
Патент 660073
Авторы
Классы МПК
Линейный вращающийся трансформатор
Иллюстрации
Реферат
Ii ц 660073
ОП ИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Соеетских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3 аявлено 05.04.76 (21) 2341868 24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл
6 08С 9/04
Н 02К 24/00 осударстеенный комитет (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень ¹ 16 (53) УДК 621.313.17 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.04.79 (72) Автор изобретения
В. В. Чубраев (71) Заявитель (54) ЛИНЕЙНЫЙ ВРАЩАЮЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР
Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к электрическим микромашинам для автоматики и вычислительной техники.
Известны линейные вращающиеся транс- 5 форматоры (ЛВТ), выполненные на базе синусно-косинусных вращающихся транс-форматоров, которые за счет специального включения обмоток имеют на выходе линейную зависимость от угла поворота в не- 10 котором диапазоне углов (1).
Существенным недостатком этих ЛВТ является изменение при повороте ротора угла сдвига фазы между вторичной ЭДС и напряжением возбуждения вследствие изме- 15 нения коэффициента взаимоиндукции между последовательно соединенными обмотками статора и ротора. Кроме того, вторичная ЭДС изменяется в различных условиях эксплуатации из-за изменения час.оты и 20 напряжения питающего напряжения, а также при изменениях температуры окружающей среды и т. д.
Известен ЛВТ, в котором для устранения 25 первого из указанных недостатков введены дополнительные обмотки, расположенные на магнитопроводе, и за счет их специального соединения удается получить линейную зависимость и идентичность угла сдви- 30 га фазы, вторичной ЭДС от угла поворота ротора.
Недостатком этого ЛВТ, помимо зависимости вторичной ЭДС от изменений условий эксплуатации, является сложность изготовления и конструктивные ограничения, вызванные большим числом обмоток с разными параметрами и различным числом полюсов (2).
Наиболее близким по техническому решению к данному изобретению является
ЛВТ, содержащий статор и ротор, на которых расположены по две двухполюсные распределснныс обмотки с взаимно перпендикулярными осями, причем на выходе вклю сны усилители для компенсации температурных изменений и повышения линейности выходной характеристики (3).
Недостатком известного ЛВТ является неудовлетворительная температурная компенсация, а также зависимость выходного напряжения от параметров источника питания.
Целью изобретения является уменьшение фазовой погрешности от угла поворота ротора и уменьшение погрешности от изменения условий эксплуатации ЛВТ.
1 казанная цель достигается тем, что
ЛВТ, содержащий статор с двумя двухполюсными распределенными обмотками
660073
Е,: К„Е, cosа.;
E. К„Е, siII а, (3) (4),5
3 возбуждения и квадратурной с взаимно перпендикулярными осями, ротор двум двухполюсными распределенными об,;о "нами с взаимно пер ll .ндикулярными ос5I:;:I усилитель, снабжен дополнительной обмоткой, расположенной на статоре параллельно обмотке возбуждения, причем вход усилителя подключен к источнику напряжения через последовательно соединенные роторную и упомянутую дополнительную обмот- IO ки, а выход — к обмотке возбуждения.
На чертеже представлена электрическая схема линейного вращающегося трансформатора, выполненная согласно данному изобретению. 15
Линейный вращающийся трансформатор содержит на статоре обмотку 1 возбуждения и дополнительную обмотку 2, эл.ктрические оси которых параллельны, взаимно перпендикулярные обмотки на роторе — 20 косинусную обмотку 3 и синусную (выходную) обмотку 4, усилитель 5 переменного тока, вход которого подключен к источнику напряжения через последовательно соединенные обмотки 2 и 3, а выход — к обмот- 25 ке 1 возбуждения, а также расположенную на статоре коротко замкнутую квадз":Tóðную обмотку 6.
При подключении входа усилителя 5 к напряжению сети U< на его выходе появля- ®О ется напряжение U>, под действием которого по обмотке 1 протекает ток, создающий электромагнитный поток, наводящий ЭДС
Е в выходной обмотке 4 и ЭДС Е и Е, в последовательно соединенных обмотках 2 и
3, включенных таким образом, что сумма
ЭДС, наведенных в них, поступает нг вход усилителя 5 с противоположным знаком относительно напряжения U>. При равенстве сигнала обратной связи (суммы ЭДС Е2 и
Е ) напряжению UI сигнал на вход усилителя 5 не поступает и система находится в равновесном состоянии. В случае появления сигнала рассогласования (в том числе и из-за изменения условий эксплуатации) система стремится его уменьшить, т.. при достаточно большом коэффициенте усиления усилителя
Е,+Е, =-U„(1) а фазы ЭДС во всех обмотках, так как они индуцируются одним и тем же электромагнитным потоком, совпадают между собой (или сдвинуты на 180 ) и фазой напряжения Уь При равенстве числа витков в обмотках 1 и 2, ЭДС Е равна ЭДС самоиндукции Е в обмотке 1:
Е1 Е2 (2) 5О
Величина ЭДС в обмотках 3 и 4 определяется соотношениями: где К вЂ” коэффициент взаимоиндукции между обмотками 1 и 3;
7(., — коэффициент взаимоиндукции между обмотками 1 и 4; а угол поворота ротора.
Решая приведенные равенства (1) — (4) относительно ЭДС Е.:, получим:
1(„ни
1
-- Ь1з сОБ:с откуда следует, что фаза выходной ЭДС не зависит от угла поворота ротора, При
AI =0,536 и изменении угла а в диапазоне от минус 60 до +60 полученная зависимость отличается от линейной функции не более чем на 0,08 /о.
Использование предлагаемого линейного вращающегося трансформатора обеспечпвает IIO сравнению с сугцествуюшп;;и устройствами следующие преимущсс ва: значительное уменьшение погрешностей от изменения условий эксплуатации, гго повысит точность работы и расширит сферу применения ЛВТ; уменьшение практически до нуля угла сдвига фазы между выходной ЭДС и напряжением сети, что упростит применение
ЛВТ; упрощение конструкции, так как базовой конструкцией могут являться обычные четырехобмоточные сипусно-косинусные вращающиеся трансформаторы, а параллельные обмотки могут изготавливаться одновременно сдвоенным проводом, Формула изобретения
Линейный вращающийся трансформатор, содержащий статор с дв)мя двухполюсными распределенными об утками — возбуждения и квадратурно1l с взаимно перпендикулярными осями, ротор с двумя двухполюспыми распределенными обмотками с взаимно перпендикулярными осями и усилитель, отличающийся тем, что, с целью уменьшения фазовой погрешности от угла поворота и погрешности от изменения условий эксплуатации, трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, расположенной на статоре параллельно обмотке возбуждения, причем вход усилителя подключен к источнику напряжения через последовательно соединенные роторную и упомянутую дополнительную обмотки, а выход — к обмотке возбуждения, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Хрущов В, В. Электрические микромашины переменного тока для устройства автоматики. Л., «Энергия», 1969, с. 77 †1.
2. Авторское свидетельство СССР № 317092, кл. G 08С 9/04, 1971.
3. Асиновский Э. Н. и др. Коррекция погрешностей сннусно- косинусных трансформаторов. М., «Электричество», 1975, № 3, с. 43 — 48, 660073
Составитель A. Лебедев
Корректор 3. Тарасова
Редактор Б. Герцен
Типографии, пр. Сапунова, 2
Заказ 682/14 Изд. № 312 Тираж 726 Подписное
НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4.5