Многополюсный вращающийся трансформатор

Многополюсный вращающийся трансформатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик (! 1 871285 (6l ) Дополиителькое к ввт. свид-ву (22) Заявлено 020 1.80 (21) 2862383/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5l)M. Кл.

Н 02 К 24/00

3есудврстван ый комитет ссср во делам изобретений

И OTNPblNII

Опубликовано 07.103! . Бюллетень М 37

Дата опубликования описания 10.1081 (53) УДК б21 . 314.214 (088.8) (72) Автор изобретения

Е.А. Артюхов (7! ) Заявитель (54) МНОГОПОЛЮСНЬ1Й ВРАЩАЮЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в высокоточных системах измерения и передачи угла поворота.

В настоящее время широко известны многополюсные вращающиеся трансформаторы, содержащие зубчатые цилиндрические ротор и, статор, в пазах которых помещены приемные обмотки и обмотки возбуждения. тО

Основной погрешностью современных вращающихся трансформаторов является погрешность, обусловленная неравномерностью воздушного зазора между роIS тором и статором и изменяющаяся с периодом оборота ротора (длиннопериодная погрешность). Неравномерность воздушного зазора возникает вследствие эксцентриситетов установки и

20 овальности ротора и статора. Для автокомпенсации длиннопериодной погрешности используется стабилизация выходных сигналов отдельных секций выходной обмотки с последующим сложением стабилизированных сигналов °

Устройство !) характеризуется по вышенной сложностью ввиду большого количества электронных стабилизаторов. Это ограничивает использование вращающегося трансформатора режимом фазовращателя.

Известны также вращающиеся трансформаторы, в которых автокомпенсация длиннопериодной погрешности достигается использованием обмотки возбуждения вращающегося трансформатора, также разделенной на секции, которые подключены параллельно к источнику питания. Последовательно с каждой секцией включены элементы сопротивления, выполненные в виде регулируемых индуктивностей f2) .

Недостаток данного устройства заключается в том, что автокомпенсация погрешности осуществляется наиболее полно при достаточно высокой добротности обмотки возбуждения. Поэтому

871285

25 !

35 данное техническое решение эффективно только для многополюсных вращающихся трансформаторов с шихтованными магнитопроводами, индуктивное сопротивление обмоток которых намного . больше активного. Для многополюсных вращающихся трансформаторов со сплошным магнитопроводом, у которых активное сопротивление обмоток намного больше индуктивного,,некоторое уменьшение погрешности может быть достигнуто только за счет регулируемых элементов (индуктивностей), включенных в секции обмотки возбуждения.

Целью изобретения является расширение области его применения.

Поставленная цель достигается тем, что элементы сопротивления выполнены в виде резисторов и подключены параллельно секциям обмоток ротора и статора.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема многополюсного .вращающегося трансформатора,на фиг.2

ЭДС секций при эксцентриситете статора; на фиг. 3 — ЭДС секций при эксцентриситете ротора.

Вращающийся трансформатор (фиг. I) содержит статор 1 и ротор 2, на которых расположены соответственно многополюсные обмотки 3 и 4 (обмотки условно изображены в виде меандров), На чертеже обмотки имеют 16 пар полюсов. (обмотки разделены на равное число секций (на чертеже — на восемь), от которых выполнены отводы, расположенные непосредственно на торцах статора и ротора. Параллельно секциям обмотки статора (к соответствующим отводам) подключены регулируемые резисторы 5-12, Параллельно секциям обмотки ротора подключены регулируемые резисторы 13-20.

К обмотке 3 статора подключен источник питания 0„от. Выходное напряжение Ue, l< снимается с обмотки 4 ротора.

При повороте ротора на угол выходное напряжение изменяется по закону

U@„11 = kU„„s1n(p - Ws in ")

Ur11,1т 0 s l n10t где LU — угловая частота источника питания; — коэффициент трансформации; р — число пар полюсов (коэффициент электрической редукции), Ф" +YЕ1 19 — амплитуда длиннопериодной погрешности вращающегося трансформатора;

Ч0 Чр — индексы фазовой модуля1 ции выходного сигнала пары полюсов, обусловленной, например технологическими эксцентриситетами статора E q и ротора 3 т1(т.е. несовпадением центра заготовки статора или ротора с центром шпинделя делительного устройства, на кото15 ром осуществляется нарезка шлицов магнитопровода), e p „ Е.р р

r rc9 ср где гср — средний радиус по воздушному зазору, m m — коэффициенты амплитудной

Е 9 модуляции выходного сигнала пары полюсов, обусловленной неравномерностью воздушного зазора между ротором и стагором вследствие эксцентриситетов при установке статора 0С, и ротора 69, с Р

mg ОО

m9

0 — номинальный воздушный

0 зазор между ротором и статором.

Таким образом, длиннопериодная погрешность обусловлена неравномерностью воздушного зазора и сочетанием с неточностью расположения полюсов

40 (зубцов). Если коэффипиенты амплитудной модуляции а0 и m 9 свести к нулю, то длиннопериодная погрешность Е. будет (в соответствии с приведенной формулой) также равна нулю. Поскольку

45 вЫставка ротора и статора механическим способом с требуемыми эксцентриситетами 3 и Ор, равными 1-2 мкм, представляет сложную задачу, можно минимизировать коэффициенты а0 и m9 электрическим способом с помощью регулируемых резисторов. При этом коэффициент регулируется с помощью резисторов 5-12, а коэффициент — с помощью резисторов 13-20.

55 При регулировке коэффициента 01о (фиг. 2) измеряют напряжение, например на резисторе 20 (Е о), которое изменяется (если имеется эксцентри1285

Формула изобретения

Многополюсный вращающийся трансформатор, содержащий статор и ротор с секционированными обмотками и подключенные к обмоткам регулируемые элементы сопротивления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения области его применения, элементы сопротивления выполнены в виде резисторов и подключены параллельно секциям обмоток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР

М- 708141, кл. G 01 В 7/10, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2745020/24-07, кл. Н 02 К 24/00, 1979.

5 87 ситет 8с ) по синусоидальному закону с периодом оборота ротора 2Х. Регулировкой резисторов 5-12 на статоре добиваются минимального изменения напряжения Е20 на резисторе 20.

При регулировке коэффициента ш (фиг. 3) измеряют постоянные, независящие от угла поворота напряжения, например на резисторах 16 и 20. В случае эксцентриситета Вр напряжения Е я, I

1 и Ебо отличаются по амплитуде. Регулировкой резисторав 16 и 20 их устанавливают равными (Е = Е о). Таким же образом выравнивают напряжения на остальных резисторах ротора.

В результате длиннопериодная погрешность, обусловленная неравномерностью воздушного зазора из-за эксцентриситета установки статора и ротора, компенсируется выравниванием напряжений отдельных секций выходной обмотки.. Эффективность такой компенсации зависит от числа секций обмоток.

Так, при четырех секциях погрешность. уменьшается в 5 раз, при восьми— в 20 раз.

Если у вращающегося трансформато.ра наряду с одной выходной (синусной) обмоткой имеется другая (косинусная) обмотка, то для компенсации длиннопериодной погрешности второй обмотки необходимо ввести дополнительные регулируемые резисторы для каждой секции этой обмотки. Следует отметить, что в отличие от способа автокомпенсации длиннопериодной погрешности, данное техническое решение касается

6 обычной компенсации, т.е. эффективно при стабильных эксцентриситетах 6с и 0р . Однако оно не требует сложных электронных стабилизаторов и ряда дополнительных подвижных токосъемных устройств на вращающемся роторе, так как регулируемые резисторы расположены непосредственно на корпусах ротора и статора.

10 Данный многополюсный вращающийся трансформатор обеспечивает повышение точности (при сплошных магнитопроводах ротора и статора) в несколько раз относительно простыми средствами без усложнения технологии изготовления.