Фазовращатель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

397853

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 31 V111.1970 (№ 1472329/18-24) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет

Опубликовано 17.1Х.1973. Бюллетень ¹ 37

Дата опубликования описания 30.1.1974

М. Кл. 6 01г 25104

Гааударатвенный камитет

Савета Министрав СССР па делам изааретений и аткрытий

УДК 621.374.52(088.8) Авторы изобретения

А. Я. Герасимов, Б. П. Леонов, С. М. Магии и А. И. Милюков

Заявитель

ФАЗОВРАЩАТЕЛ Ь

Устройство относится к системам автоматического контроля и регулирования.

Известны однофазные фазовращатели, содержащие статор и ротор, выполненные в виде трех пакетов магнитопровода, на первых двух пакетах магнитопровода статора расчоложены обмотки с и парами полюсов, а на третьем пакете магнитопровода статора размещена m пар полюсная обмотка, на первых двух пакетах магнитопровода ротора расположены по две квадратурные обмотки с и парами полюсов, а на третьем пакете магнитопровода ротора расположены две квадратурные обмотки с m парами полюсов.

Описываемое устройство отличается тем, что в нем первый и второй пакеты магнитопровода ротора развернуты друг относительно

/90 1 друга на угол (— ), а обмотки первого пакета п магнитопровода ротора подключены к обмоткам третьего пакета, обмотки второго пакета магнитопровода ротора подключены к обмоткам третьего пакета через резисторы. Такое выполнение позволило повысить точность и надежность работы фазовращателя.

На чертеже приведена принципиальная схема предложенного фазовращателя.

Фазовращатель содержит обмотки 1 — 5 статора, расположенные на трех пакетах магнитопровода; обмотки 6 — 11 ротора, расположенныс также на трех пакетах 12, 13, 14 магнитопровода, вал 15, на котором закреплены пакеты 12, 13, 14; резистры 16 — 20.

Обмотка 1, размещенная на первом пакете магнитопровода статора, подключена непосредственно к источнику питания фазовращателя, а обмотка 2, размещенная на втором пакете магнитопровода статора, подключена к тому же источнику через последовательно с

10 ней включенный фазосдвигающий резистор 16.

Таким образом, цепь возбуждения фазовращателя составляют две статорные обмотки 1 и 2 и резистор 16.

Роторные обмотки фазовращателя соеди15 няются только между собой, взаимно неподвижны и поэтому не нуждаются в каких-либо токоподводя щих устройствах.

Обмотки 6 и 7, размещенные на пакете 12 магнитопровода ротора, подключены непо20 средственно к обмоткам 10 и 11, размещенным на пакете 14 магнитопровода ротора.

Обмотки 8 и 9, размещенные на пакете 13 магнитопровода ротора, подключены соответственно к обмоткам 10 и 11 через послсдова25 тельно включенные фазосдвпгающие резисторы 17 и 18.

Обмотка 3, размещенная на третьем пакете магнитопровода статора, является выходной обмоткой фазовращателя. Оси полюсов обЗО моток, расположенных на первом и втором

397853

= / sin (и + т) а.

15 о = (и + т) а.

= — cos (и + m) u.

3 пакетах магнитопровода статора (или на пакетах 12 и 13), должны быть развернуты друг

90 относительно друга на угол — градусов; оси и полюсов обмоток, расположенных на третьих пакетах магнитопроводов статора и ротора, могут размещаться произвольно относительно других. Пакеты магнитопроводов ротора и и статора с расположенными на них обмотками образуют вращающиеся трансформаторы с ипарами по,люсов,,а третьи пакеты магнитопроводов ротора и статора образуют вращающиеся трансформаторы с т парами полюсов.

Принцип работы фазовращателя заключается в следующем. При подаче напряжения возбуждения на входную обмотку фазовращателя в зависимости от углового положения ротора на обмотках 6 и 8 пакетов магнитопровода ротора индуктируются напряжения, пропорциональные sin иа (n — число пар полюсов этих магнитопроводов), а на обмотках 7 и 9 наводятся напряжения, пропорциональные

cos иа.

Напряжения, снятые с обмоток 6 и 7, имеют фазу, близкую к фазе питающего напряжения.

Зту фазу принимают равной нулю. Снятые напряжения возбуждают обмотки 10 и 11.

Напряжение обмотки 6, .поданное на обмотку 11, трансформируется на обмотку 3 с умножением на sin та (т — число пар полюсов обмоток на третьем пакете магнитопровода статора и ротора), а напряжение обмотки 7, поданное на обмотку 10, трансформируется на обмотку 3 с умножением íà созта. Таким образом, от обмотки возбуждения 1 до выходной обмотки 3 протрансформируется напряжение 7выхл.

U.„., = cos иа cos т а — sin и а. sin т а =

Напряжения, снятые с обмоток 8 и 9 и .поданные через последовательно включенные активные сопротивления на обмотки 11 и 10, сдвигаются по фазе на некоторый угол за счет включенных резисторов. Резистор сопротивления 16 в цепи возбуждающей обмотки 2 предварительно сдвигает фазу напряжений обеих обмоток на угол примерно 45, а затем резистор 18 в одной цепи и резистор 17 в другой цепи доводят общий сдвиг фазы до 90 . Таким образом, резисторы 16, 17, 18 подбираются такими, чтобы фазы напряжений, поданных с обмоток 8 и 9 на обмотки 10 и 11, были сдвинуты относительно фаз напряжений, поступающих на эти же обмотки с обмоток 6 и 7, на угол 90 .

Напряжение обмотки 9, поданное на обмотку 11, трансформируется на обмотке 3 с умножением íà sin та, а напряжение обмотки 8, поданное на обмотку 10, трансформируется на обмотке 3 с умножением íà cos ти. Таким образом от обмотки возбуждения 2 до выход45

4 ной обмотки 3 трансформируется напряжение вы 3.

U,,,= j cos иа.sin та + j sin иа cos та =

При выполнении одинаковых коэффициентов пропорциональности в соотношениях для

U„„, < и U„,,, что достигается выбором обмоточных данных обмоток 1, 2, 6, 7, 9 и 8, общее выходное напряжение фазовращателя на обмотке 3 будет равно

U,„,. =U„,„., + U„,„., = cos(n+m) а+ уз1п(и+т)а.

Следовательно, амплитуда выходного напряжения независимо от угла а имеет постоянное значение, а фаза

С целью упрощения конструкции фазосдвигающие резисторы частично или полностью получают путем выполнения обмоток 2, 9, 8 из сплава высокого сопротивления. Например, роторные обмотки удобнее выполнить целиком из сплава высокого сопротивления, чтобы не крепить к ротору резисторов 18 и 17. Кроме того, резисторы 18 и 17 можно заменить одним резистором, если параметры обмоток 8 и 9 равны между собой с большой точностью.

При небольшом количестве пар полюсов (n и m), с,целью повышения точности работы фазовращателя, на первом и втором пакетах магнитопровода статора размещают дополнительно квадратурные обмотки 5 и 4, замыкаемые на симметрирующие резисторы 19 и 20.

В случае большого количества пар полюсов обмотки 4 и 5 и резисторы 19 и 20 не устанавливаются.

Предмет изобретения

Фазовращатель, содержащий статор и ротор, выполненные в виде трех пакетов магнитопровода, на первых двух пакетах магнитопровода статора расположены обмотки с и парами полюсов, а на третьем,— обмотка с m парами полюсов, на первых двух пакетах магнитопровода ротора расположены по две квадратурные обмотки с и парами полюсов, а,на третьем — две квадратурные обмотки с т парами полюсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы устройства, первый и второй пакеты магнитопровода ротора развернуты один относи/901О тельно другого на угол (— 1, а обмотки пери вого пакета магнитопровода ротора подключены к обмоткам третьего пакета, и обмотки второго пакета магнитопровода ротора подключены к обмоткам третьего пакета через резисторы.

397853

g =(л чп)с(р=п р=п

Составитель В. Рыгалин

Текред А. Камышникова

Редактор Т, Орловская

Корректор А. Васильева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3719/15 Изд. ¹ 94 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1!!осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5