Многополюсный вращающийся трансформатор

Многополюсный вращающийся трансформатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИ

И ЗО БР ЕТЕ пИ Я

kAник

Союз Советских

Социалистических

Республик ()764052

l

-1

К АВАРСКОМУ СВИ ЕТЕПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 0208.74 .(2(). 2050900/24-.07 (51) + )СП с.присоединением заявим №Н 02 К 24/00

5 06 С 19/46

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150%80,Ьюллетень ¹ g4 (53) УДК 621. 314. .214(086.6) l

Дата опубликованияопмсанмя 150960

E ..A. Артюхов, В.A. Куцоконь, В.М . Кольчев и Л.С, Элинсон (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5 4 ) МНОГОПОЛОСНЫЙ ВРЖЩОЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах измерения и передачи угла поворота вала.

В настоящее время для увеличения точности измерения и передачи угла поворота вала широко применяется принцип электрической редукции, который для индукционных датчиков угла — вращающихся трансформаторов реализуется путем увеличения числа пар полюсов статора (ротора) . Коэффициент электрической редукции известных многополюсных трансформаторов определяется числом пар полюсов статора (ротора) .

Известен многополюсный вращающийся трансформатор (1), в котором статор выполнен из двух частей, несущих 20 соответственно синусную и косинусную обмотки. Таксе построение позволяет увеличить коэффициент электрической редукции за счет раздельного размещения обмоток.

Однако это приводит к усложнению конструкции, а предел увеличению полюсности ставят минимальные раз— меры зубцов статора (ротора), кото- рые еще позволяют обеспечить доста- 30 точную жесткость и прочность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является многополюсный вращающийся трансформатор (2), содержащий магнитопровод статора с числом пар полюсов, равным числу пазов, и магнитопровод ротора с числом пазов, относящимся к числу лазов магнитопровода статора как

Ъ

+, 2 где 1. -= О, 1, 2,...

Недостатком такого трансформатора является то, что максимальное число полюсов равно числу пазов магнито» провода статора. При этоМ увеличение в нем числа паров или зубцов, . образуемых пазами, ограничивается конструктивными и технологическими возможностями и для определенного габарита имеет свои пределы. Это не позволяет повысить коэффициент электрической редукции и точность вращающегося трансформатора.

Цель изобретения — повышение то" . чности вращающегося трансформатора путем увеличения коэффициента элект" рической редукции при одновременном

764052 уйрощении конструкции и технологии изготовления.

Пост авленная цель дос"тигается тем,-что длины дуг полюсов в пределах каждой пары полюсов как магнитопровода статора с обмоткой с числом пар полюсов Р„, так и магнитопровода ротора с обмоткой с числом пар полю

cos p2, выполнены неравными, при этоМ угловой размер минимальной по люсной дуги статора и ротора выполнен в соответствии с соотношением

Ь А(— - — -, 1Р9 где Q - наибольший обший делитель чисел « „и 1, дуга, соответствующая шлицу полюса, а шлицы полюсов с минимальной полюсной дугой выполнены с противоположными око сами относительно радиального направления, образуя зубцы V— образной формы. Такое вйполнение позволяет получить вращающийся трансформатор с коэффициентом электрической редукции, превишающим число пар полюсов ста тора и ротора. При существующей

" техйологии изготовления достигается увеличение, коэффициента электрической редукции в несколько раз по сравйению с прототипом. При- этоМ существенно упрощается, процесс нарезки зубцов и укладки обмоток, так как число зубцов уменьшается; а раз- .

Меры паза в" месте размещения обмотки увелйчив ают с я .

Ка чертеже- показан многополюсный вращающийся трансформатор. Трансфор"матор состоит из магнитопровода статора 1 и магнитопровода ротора 2,, в пазах которых уложены обмотки 3 и 4. Чйсло пар полюсов статора 1 выполнено равным Р, . Соответственно

2н. дуга пары полюсов статора равна — .

71

ДугЪ йблюсбв, составляющие дугу пары йОлйбов, как на статор е, так и на роторе выполнены неравными. Наименьшая

"и б люсная дуга статора и ротора имеет угловой размер, равный в соответствии с соотношением:

g cñ>c — — -у ф Q

2 РР (<)

1 где Ц наибольший общий делитель чисел Р„и Р2, угловой р азмбр"-дуги, соответствующий шлицу магнитопроводов (в радианах) .

- -.=--.=-- ШлйЪ йа магнитопроводах статора и.ротбра выполнены с противоположны-, " " йи наклонами относительно радиального направления, образуя зубцы Ч образной фореля. Пазй выполнейы в виде цилиндрических отверстий, в

%оторые помещены обмотки 3 и 4.

Ъ

Коэффициент электрической редукции предложенного многополюсного трансформатора равен (2) 30

2%0

1 Р Р то будет существовать потокосцепление обмоток зубцов a : — Ь и oq — b ", так как в этом случае исчезают участки минимального магнитного сопротивления, обозначенные на чертеже дуга ми Ф . При этом ЭДС обмотки зубца

Ъ„ нейтрализуется суммой ЭДС обмоток зубцов Ь и b> и общая ЭДС на выхо40 де обмотки 4 при повороте ротора 2 отсутствует . В этом предельном случае выходная ЭДС трансформатора равна нулю, то есть не происхОдит взаимодействия обмоток ротора и ста45 тора.

Если минимальную полюсную дугу ,выполнить равной

ЯЯ (4) рр то участки дугФ имеют значительную величину для шунтирования магнитных потоков зубцов Ozи o4 . С целью увеличения размера зубцов (то есть при55 дания им прочности) и сохранения шун-, тирующих дуг Ф,предельная величина полюсной дуги выбирается равной:

+ о 2 2 Р,Р

Наличие шлица с дугой g накладывает ограничен™е на величину шунти -. рующих участкой с дугами (, которое учитывается, следующим выражеТрансформатор работает следующим образом. Обмотка 3 статора запитывается от источника переменного тока. На чертеже показаны мгновенные направления магнитных 0 потоков в одной из повторяющихся групп зубцов статора и ротора. В этой группе зубцов, как видно из чертежа, существует потокосцеплеиие обмотки зубца ротора Ь„с обмоткой зубца статора а,, в результате чего в обмотке зубца ротора Ь, наводится максимальная ЭДС. В обмотках зубцов ротора b и Ь ЭДС равна нулю, так как потокосцепление их

20 с обмотками зубцов статора

Cl и о4 отсутствует. Аналогичная к артина потокосцепления повторяется в двух других группах зубцов статора и ротора. Число этих групп определяется числом Q (для чертежа

Q= 3).

Если минимальную полюсную дугу вращающегося трансформатора выполнить равной

7á4052 нием для предельного значения полюсной для помещения на них квадратурных дуги: обмоток с целью получения синуснокосинусного вращающегося трансформатора.

Формула изобретения

Разреженное расположение зубцов .на статоре и роторе предложенного трансформатора позволяет легко разместить на них дополнительные зубцы ,, с о <Ь)

Ъ й@ о ц 1 ю Р

Таким образом, для функционирования предложенного трансформатора минимальная полюсная д ra должна удовлетворять соотношению (1) .

При повороте ротора 2 против часовой стрелки после взаимодействия зубца статора д1 с зубцом ротора Ь„ наступает взаимодействие зубцов

0 — Ъ, затем Qy — Ь и т.д. Таким образом, в течение одного оборота ротора ЭДС, наведенная в обмот. ке 4, изменится число раз, равное га

В качестве примера приведем расчетные данные для вращающегося трансформатора, у которого Р„= 12, а

Р1 = 9: 3= 3", $ = 0,035 рад. (2 градуса), А = 0,105 рад. (б градусов), >

К = Зб. уменьшение1 выходной ЭДС в преДпо-. женном трансформаторе .при малых Ф компенсируется большим числом витков, которые могут быть уложены в цилиндрические основания пазов. Жесткость зубцов данного вращающегося трансформатора обеспечивается их Ч -об разной формой.

Многополюсный вращающийся трансформатор, содержащий магнитопровод статора с обмоткой с числом пар полюсов Р и магнитопровод ротора с обмоткой с числом пар полюсов Р, отличающийся тем, что, с целью .повышения точности путем увеличения коэффициента электрической редукции и упрощения конструкции, длины дуг полюсов в пределах каждой пары полюсов магнитопроводов статора и ротора выполнены неравными, причем угловой размер минимальной полюсной дуги статора и ротора выполнен в соответствии с соотношением fig

1 7. РР а шлицы полюсов имеют противоположный скос относительно радиального направления, 9 — наибольший общий делитель чисел Р, иР1 ф - угловой размер дуги, соответствующий шлицу полюса магнитопроводов статора и ротора, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 276239, кл. Н 02 М 5/32, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

М 304541, кл. Н 02 К 24/00, 1970.

764052

А

Составитель В. Комаров

Редактор Т. Лошкарева Техред A. Ач Корректор Г. Решетник

Закаэ 6298/47 Тираж 783 Подписное

ВНИИПК Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул . Проектная, 4