Преобразователь угол—фаза
335773
ОЛИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советоких
Социалиетичеоких
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 03.Ч!!1.1970 (№ 1469654/18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 11ЛЧ,1972. Бюллетень № 13
Дата опубликования описания 8.VI.1972
М. Кл. Н 02m 5/32
Комитет по лелем изобретений и открытий пои Совете Министров
СССР
УДК 621.314.214.2 (088.8) Авторы изобретения
Б. П. Леонов и A. И. Милюков с
4 1
3 аявитель
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ вЂ” ФАЗА
Устройство относится к системам автоматического контроля и регулирования.
Известны, преобразователи угол — фаза, содержащие статор и ротор с расположенными на них обмотками и фазосдвигающие элементы.
Описываемый преобразователь отличается тем, что в нем статор и ротор выполнены в виде четырех пакетов магнитопровода, на которых расположено по одной обмотке с числом пар полюсов, равным п (где n — произвольное число). Оси полюсов обмоток, расположенных на первом и третьем, втором и четвертом пакетах, развернуты между собой на угол 90/n, а,оси полюсов обмоток, расположенных на первом и втором пакетах, развернуты между собой на 90/2n, причем обмотка возбуждения выполнена из параллельно соединенных обмоток, расположенных на первом и втором пакетах, а выходная обмотка — из последовательно соединенных обмоток, расположенных на третьем н четвертом пакетах.
Такое выполнение устройства позволяет увеличить масштаб преобразования, повысить стабильность и точность работы.
На чертеже схематически,изображены преобразователь угол — фаза и .соединения его обмоток, В неподвижном корпусе статора l,преобразователя установлены четыре пакета 2 — 5 магннтопровода статора, несущие на себе по одной обмотке 6 — 9,с и. ларами, полюсов; на поворотном валу ротора 10 установлены четыре пакета 11 — 14 магннтопровода ротора, несущие на себе по одной обмотке 15 — 18 с п ïäp а ми,полюсов.
Пакеты .од ного элемента (например ротора) раоположены так, что оси полюсов всех обмоток находятся в,однпх и тех же днаметраль10 ных,плоскостях. Пакеты другого элемента (например статора) расположены так, что диаметральные плоскости, проходящие через осн,полюсов обмоток 2 и 4, 3 и 5 пакетов, сме90
15 и
При этом обмотка 6 подключена непосредственно к,источнику .питания преобразователя угол — фаза, а обмотка 7 — через,последова20 тельно с ней включенное фазосдвигающее сопротивление R>. Таким образом, цепи возбужтення преобразователя составляют две статорные обмотки 6 и 7 и активное сопротивление Йь
25 Роторные обмотки преобразователя соединены только между собой, взаимно неподвижны и поэтому не нуждаются в токоподводящих устройствах.
Обмотка ротора 15 соединена непосредст30 венно с обмоткой 17, а обмотка 16 через по5
I 11выхI = COnSt, ср = 90 — 212 а, 20
40 следовательно включенное активное фазосдвигающее сопротивление Rs —,с обмоткой 18.
Выходная обмотка преобразователя состоит из,последовательно включенных ста горных обмоток 8 и 9.
При .подаче налря>кения U на входные зажимы преобразователя на обмотке ротора 15, в зависимости от положения вала ротора, характеризуемого углом поворота а, наводится напряжение
Ц = Цггг122д где 22 — число пар,полюсов, Это напряжение, поданное на обмотку ротора 17, наводит в статорной о бмотке 8 напряжение Us = Uz cos и а, так как пакет статоря 4 развернут относительно:пакета стато90 ра 2 на .,После, подстановки выражения
11 дЛя UI МОЖНО ПОЛуЧИтЬ ВЫражЕНИЕ дЛя Us В виде
U,— : U sin n 1.. cos n я = — U sin 2n o..
Прп подведении питания на обмотку статора 7 через активное, сопротивление Р„на обмотке ротора 16 наводится напряжение Us, сдвинутое по фазе относительно напряжения
U2, на некоторый угол, зависящий от величины Я1. Если величина R1 такова, что может сдвинуть фазу на 45, Hàпря>ке ние HB обмотке 1б изменяется по закону так как пакет магнитопровода 3 сдвинут от90 носительно пакета магнптопровода 2 на
2л
Напря>кение Us,,ïoäaítíoå на обмотку ротора 18 через последовательно включенное активное сопротивление, подобранное для осуществления дополнительного фазового сдвига на 45, наводит на обмотке статора 9 напряжение
U, — = U, cosn 1+ — ), (1+/) / 90 1 ф 2 (2п ) так как пакет магнитопровода статора 5 сдвинут относительно .пакета магнитопровода ста90О тора 8 iHa . Подставив выра>кение для Us H
Л выражение для U4, получим
U4 — U 81П/2 1+ cos12 2+
2 212 ), 2n )
1 / 90 . 1
=jU — з1п2и я+ — ) = — j — Ucos2n1, 2 1, 212 ) 2
Таким образом, напряжения, наведенные,на обмотках статора 8 и 9, пропорциональны
60 соответственно синусу и косинусу 2пгх и сдвинуты между собой по фазе на 90 .
Изменив обмоточные данные, можно создать равные коэффициенты лропорциональности в выражениях для напряжений Us и U4.
Тогда выходное напряжение лреобразователя примет,вид
U»,, = U (sin 2n n + 1 cos 2n n) .
Отсюда следует, что амплитуда выходного напряжения при изменении угла сг не изменяется а фаза этого напряжения = — arctg = arctg ftg(90 — 2121..) J
sin 2n я
Таким образом угол сдвига фазы меняется пропорционально углу я1 с увеличением масштаба в 2п раз.
При рассмотрении работы, преобразователя угол — фаза предполагалось, что каждое из фазосдвигающих,со противлени11 Р„и R сдвигает фазу напряжения в цепи„где они включены, на 45 . В общем случае о ни могут давать разные сдвиги фазы при условии, что их суммарное действие сдвигает фазу налря>кения на обмотке 9 относительно фазы напряжения на обмотке 8 на 90 . В данном устройстве вместо иопользования сопротивлений RI u Rs можно выпол нять обмотки 1б, 17 и 7 константановым илп,смешанным (часть медным, часть константановым) проводом, подобрав фазовые сдвиги.
Предмет изобретен ия
Преобразователь угол — фаза, содержащий статор и ротор с раоположенными,на них обмотками и фазосдвигающпе элементы, отличаю121ийся тем, что, с целью увеличения масштаба преобразования и,повышения стабильчости работы, статор и ротор выполнены в виде четырех,пакетов магнптопровода,,на которых расположено по, одной обмотке, обмотки, располо>кенные на первом и втором, пакетах, развернуты между собой на 90/2n (где 12 = 1, 2, 3, ...), а обмотки, расположенные на,первом и третьем, втором и четвертом пакетах, развернуты между собой,на 90!n,:причем обмотки, располо>кенные на первом и втором пакетах, соединены,параллель но и подключены к источнику,переменного тока, а обмотки, расположенные IHB третьем и четвертом пакетах, соединены последовательно и лодключень1 к выходным зажимам, преобразователя.
335773
Рб д 7 6b 5g1
Д
15 11 1бQ 1/Ö ЭИ 1О
Составитель В, Рыгалин
Техред Л. Евдонов
Редактор Б. Федотов
Корректор Л. Орлова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 1637!6 Изд. № 691 Тираж 446 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
