Многополюсный вращающийся трансформатор
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
![Многополюсный вращающийся трансформатор](https://img.findpatent.ru/img_data/497/4971644-s.jpg)
![Многополюсный вращающийся трансформатор](https://img.findpatent.ru/img_data/497/4971645-s.jpg)
![Многополюсный вращающийся трансформатор](https://img.findpatent.ru/img_data/497/4971646-s.jpg)
![Многополюсный вращающийся трансформатор](https://img.findpatent.ru/img_data/497/4971647-s.jpg)