Вращающийся трансформатор

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании высокоточных вращающихся трансформаторов (ВТ). Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. ВТ содержит магнитопроводы ротора и статора, несущие по две квадратурные обмотки. Каждая обмотка выполнена в виде двух самостоятельных частей, последовательное согласное включение которых образует обмотку с числом пар полюсов P<SB POS="POST">1</SB>, а последовательное встречное включение образует обмотку с числом пар полюсов P<SB POS="POST">2</SB>. Части обмоток имеют распределение по пазам магнитопровода, определяемым в соответствии с приведенными выражениями. 1 табл., 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)s Н 02 К 24/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ровдОГК 1, ( т схее- (), полю-! („п (21) 4697134/07 (22) 29.05.89 (46) 07.0Р1.91. Бюл. № 29 (72) Б.П,Леонов и А.И.1у1илюкпв

{53) 621.313.334:654.94(088.8) (56) Авторское свидстельстео СССР

¹ 417838, кл, Н 02 К 24/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1065978, кл, Н 02 К 24/00, 1984. (54) ВРАЩАЮЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР (57) Изобретение относится к алек гротехнике и может быть использовано при создании высокоточных вращающихся трансформаИзобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам автоматических систем и вычислительной техники, и может быть использовано при создании высокоточных вращающихся трансформаторов.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей трансформатора.

На фиг.1 показан принцип построения конструкции вращающегося трансформатора (BT); на фиг,2 — электрическая схема ВТ; на фиг.3 — схема соединения выводов частей обмотки на выводных колодках ротора и статора; на фиг,4 — схема размещения частей кольцевых обмоток в пазах магнитопровода.

BT состоит из соосно расположенных неподвижного корпуса 1 стагора (фиг.1), несущего магнитопровод 2, и поворотного корпуса 3 ротора, несущего магнитопровод

„„ Ы „, 1669058 Ai торов (ВП, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. ВТ содержит магнигопроводы ротора и ста1ора, нэсущие по две квадратурные обмотки. Каждая обмотка выполнена в гиде двух самостоятельных частей, последовательное согласное включение которых образует обмотку с числом пар полюсов Р1, а последовательное всгре«ное включение образует обмотку с числом пар полюсов Р2.

Части обмоток имеют распределение по и зам магнитопровода, определяел1ылу в с »твегсгвии с приведенными выражен 1я 1!1, 4 ил., 1 табл.

4, На магнитопроводах 2 и 4 статора и ротора размещены обмотки 5.

На каждом магнитопроводе (pnTnpa и статора) размещено по две квадрэтурныг.. (сдвинутые по положению на магн TT0ll де на 90 электрических градусов) обм которые могут иметь (в зависимости о мы соединения их выводов) число пар сов Р=Р1 или Р=Р2.

Обмотки могут быть как барабанными, так и кольцевыми. Обмотки возбуждения могут размещаться как на роторе, так и на статоре. B описываемом примере выполнения ВТ обмотки возбуждения раэл1ещены ii T роторе, а выходные — на статоре.

Каждая квадратурная обмотка poropa u статора выполняется из двух чэсгей. п усле довательное согласное включенT1t. коrорhlx образует обмотку с числом пар полюс и

Р=Р1и последовательное ветре«ное вклю«»ние которых образует обмо1ку с чисnor1 пар

1669058 ра рл — q1n — P — (i-ij

4. 2

Ф

< . ;, Ц > (<)

Яь ) для вторых квадратурных обмоток роТо ра

/ / ц 2h со6 — «г1 (1

Д / »

+с >5 4«рг =, Р

/ (Я со5 «t 1

-Со 4 « г

1 для первых квадратурных обмоток статора

Мп,, Гл 2

N = у« — < P — <<-<)) +

) 2 14 12 «рг (! ЧЮ2 (11 а

/ <

N - «

3 2 (Ф

sin +P (3) полюсов P-Р2. Значения Р1 и Р2 могут быть выбраны любыми.

Первая 6 и вторая 7 (фиг.2) части первой квадратурной обмотки ротора имеют соответственно выводы Ву82 и Вз84. Первая 8 и вторая 9 части второй квадратурной обмотки ротора имеют соответственно выводы

8686 и ВтВв.

Части 10 и 11 первой и 12 и 13 второй квадратурных обмоток статора имеют соответственно обозначения выводов С1С2, Сзс4 и С5С6, С7св.

Числа проводников в рабочих пазах магнитопроводов частей обмоток определяются выражениями: для первых квадратурных обмоток рото10 для вторых квадратурных обмоток статора

4 en Г л Я<< ч - — с«ь "

2 Ф «с.г со5 — +Р ) - г,)

-соБ, Р

15 где N и Nm> — максимальное заданное число проводников одной обмотки с P-Р1 и с P-Pz в пазу магнитопровода соответственно ротора и статора;

I u J — номера пазов магнитопроводов

20 соответственно ротора и статора;

21 и Z2 — число пазов магнитопровода соответственно ротора и статора.

Значения чисел проводников частей обмоток в пазах магнитопровода, получаемых

25 в равенствах (1К4), имеют знаки "+" или "-".

Это говорит о том, что при протекании тока по части обмотки его направление в проводниках, имеющих знак "-", должно быть противоположно направлению тока в проводниках, имеющих знак "+", Знак проводников определяется схемой нанесения части обмотки, Например, при обмотках кольцевого типа знак и число проводников соответствуют знаку (направлению) намотки и числу витков кольцевой секции обмотки, лежащей в данном пазу(пример схем нанесения частей обмоток для частного случая показан на фиг.4), При последовательном согласном вклю40 чении частей в полученной общей обмотке знаки проводников в частях сохраняются для всей общей обмотки, т.е. проводники двух частей в пазах складываются алгебраически. При последовательном встречном

45 включении частей и проводниках встречно подключенной части знаки меняются на обратные, т.е. происходит алгебраическое вычитание проводников в пазах.

Для использования предлагаемого ВТ с

50 числом пар полюсов P=P> следует включить части echx обмоток последовательно согласно, т.е. соединить выводы Bz с Вз. 86 с Вт, С2 с Сз и Св с Ст, как показано на фиг.3а, где изображены выводные колодки ротора и статора. При этом выводами первой квадратурной обмоткой ротора будет 8184, а второй 868в, Вы водами статорн ых квадратурных обмоток будут соответственно С1С4 и С6Св.

16б9058

Для использования предлагаемого ВТ с числами пар полюсов Р=-Рг следует части всех обмоток включить последовательно встречно, т.е, соединить Вг с В4, В6 с Вв, Сг с С4 и С6 с Св, что показано на фиг.36. Вы- 5 водами квадратурных обмоток ротора и статора будут соответственно В1Вз, В Вт и

С1Сз, С5С7, Покажем, что описанное построение квадратурных обмоток ротора и статора в 10 виде двух частей обеспечивает при их согласном соединении действующее распределение обмоток с периодичностью Р1, а при встречном соединении — с периодичностью Рг. При соединении обмоток по фиг.3а 15 (получение P-Р1) распределение роторных обмоток NI1 и NI следующее:

Н =N t N -М coo — "+ Р— (1 I)1

12 <Я. Ig. г<2< 4 1 Е< .)

25 распределение статорных обмоток NiI u

< <<2

<(,,-N;, N,",-<(.,2,.(-,"+ V, - (; (), 35

При соединении обмоток по фиг,3б (получение Р=Рг) распределение роторных обмоток NII и <ч(г следующее.

Г lrr"

N =N -N - N

2<1

55 распределение статорных обмоток Nii u

Поясним образование и размещен<1" < — стей обмоток в пазах магнитопровода примерЕ первых квадратурных обмото; (1(<збуждения вращающегося трансформатора, имеющего Р1=4 и Рг=8. Число пазов м,гнитопровода, несущего обмотки возбуждения. принято Z=17. Максимальное заданное <исло проводников обмотки возбуждения с

Р1=-4 и с Рг=8 задано равным М„1=100. Числа проводников в пазах для частей перчых квадратурных обмоток N! I и < II рассчи(, II тываются по выражениям (1).

Расчет проводников в пазах магн(11<опровода для частей обмоток приведен в 1аб т 2;т лице, где а4 = — + 4 (I — 1); гт 1 = — +

4 17 4

+8 17(1-1) .

Размещение первой и второй частей o(>моток в пазах магнитопровода показано:,. ответственно на фиг.4а и 46, где нул<ера<<и» пазов принята от 14 до 30. У лобовых час (: и кольцевых секций написаны с учетом э<<ока числа проводников в пазу.

Для получения обмотки с РI 4 след(oi соединить Вг с Бз, а выходнылю клеммами этой обмотки будут 8184.,цля получения обмотки с Рг=8 следует соединить Бг с 84, а выходными клеммами этой обл<ютки будут клеммы 81В .

Соединения на колодках показаны «» фиг.3.

ВТ работает следу<ощим образом.

В случае включения частей обмоток <лю фиг.3а при подаче напряжения возбуж тония переменного тока на выводы р(<то(1а

8184 на выводах статорных сбл<оток CIC; и

CgCII в зависимости от y

cos PI а.

При подаче напряжения возбуждени» на выводы ротсра Б;Ба на выводах статпрных обмоток С1С4 и С Св в зависимо".òè от углового положения а ротора навод»тс» напряжения, соответственно пропорциона 1!,Л ;г ные з!п(Р1 а + — ) и cos(PI а +,— ).

В случае включения часто,< облl»lvN <„o фиг.36 при подаче напр»же«<1» г:,,, ;:2:;; ния переменного тока на p(,((12;д<.(р<о1 2(;л

81Вз на выводах статорнь<х o(<=- N (, ;(1669058

25

30 ра

40

ССт в зависимости от углового положения а ротора наводятся напряжения, пропорциональные соответственно slnPzcz и созР к

При подаче напряжения возбуждения на выводы ротора В Вт на выводах С1Сз и

СкСт в зависимости от углового положения а ротора наводятся напряжения, соответственно пропорциональные sin (Pz a+7:) и

Е

cos(Pz а+ ) .

Л

BT может использоваться при двух электрических редукциях (число пар полюсов) Р1и Pz, обеспечивая его использование в разных требуемых на практике решениях, вместо постановки для этой цели двух отдельных ВТ, Формула изобретения

Вращающийся трансформатор, содержащий магнитопроеоды ротора и статора, несущие синусоидально распределенные кеадратурные обмотки с P парами полюсое, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, каждая обмотка ротора и статора выполнена в виде двух частей, выводы которых подключены к клеммным колодкам ротора и статора, числа проводников частей обмоток в пазах магни-опровода определяются соответственно выражениями: для первых квадратурных обмоток ротодля вторых кеадратурных обмоток ротодля первых квадратурных обмоток ста тора

: siïj — iÐ " (<-ij)

<<, -- — - а " Р, " () Ij) (Ч. 2 7 для в<орых кеадратурнь,". обмо<ок ста тора где И „< 1 максималь.<ге за а нее число проводников одной обмотки с Р=Р| и с

V=Pz магнитопровода соответственно ротора и статора;

l, — номера пазов ма нитопроеода соответственно ротора и статора;

Z>, Zz — число пазов магните-,овода соответс-,вечно ротора и статора. причем последовательное согласное включение двух частей каждой обмотки перемычками на клеммных колодках ротора и статора образует обмотку с числом пар полюсов Р1, а последовательное встречное включение двух частей каждой обмотки перемычками на клеммных колодках ротора и статора образует обмотки с числом пар полюсое Pz, 1669058

$» e +

+ $1П

$111 в

sing

$1П 44

$in

-37

1,011

-0,874 -0,737

299,1

172,1

О, 137.«96

34

-1

--65

73

87

-73

607. 2

14

16

17

18

19

21

22

26

27

28

29

129,7

214,4

299, 1

23,8

108,5

193,2

277,9

2,6

87,4

256,8

341,5

66 2

150,9

235,6

320,3

214,4

23,8

193, 2

2,6

172, 1

341, 5

150,9

320,3

129,7

108,5

277,9

87,4

256,8

Ь6,2

235,6

0,7п7

0,769

-0,565

-0,874

0,404

0,948

-0,228

-O,991

0,045

0,999

-О, 974

-О, 317

0,915

0,486

-0,825

-0,639

В1 2 3

0,707 л 565

0,404

-0,22Я

0,045

0,137

-0, »7

0,486

0,639

0,769

О, 948

--О, 991

0,999

-0,974

0,915

-О,Я25

1,414

0,204

-0,161

-1,102

0,449

1,085

-0,545

-0,505

-0,594

1,768

-0,026

-1, 309

1,914

-0,488

0,090

1,464 о

1,334

-0,969

-0,646

0,359

0,811

0,089

-1 477

0,684

0,230 — 1, 9- 2

0,674

0,084

1,460

1,740

О, 186

72

-8

-55

22

54

-27

-25

-ЭО

88 о

67

-48

-32

18

41

-4

-24

3 4

16б9058 а

72 10 -8 -55 22 5b -27 -25 -30 И -,У7 -1 -65 96 -М 4 - i3

I 1 1

Г1 Г Г1 Г1 Г1 Г Р т 15 1b 17! 18I I гпl

I Г Г Г Г Г1 Г Г Г"

21 22 23 Л 25I 28 Л 2В ЯУ М

67 -48 -Л 1В Ф1 4 -Л ЗФ 1Z 51 9б,У4 -Ф tË -87 У -1 г=;

r1 rl rl rl r1 r1 rl t t

14 15! 18 II 17 I 1В! 6r I 2g II Г2 Л

Составитель В.Комаров

Редактор И,Горная Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Заказ 2659 Тираж 314 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина, 101

3 ю Ааа

О о

83 84, 87 88

О о

С Ср Су о о, Ся Ъ, 7 Cg