Призначення та будова обертових трансформаторів

Обертові (поворотні) трансформатори (ОТ) призначені для одержання перемінної напруги, що залежить від кута повороту ротора по призначенню ОТ ставляться до інформаційних електричних машин і застосовуються в системах автоматичного регулювання в якості вимірювальних елементів (датчиків кута) для виміру розбіжностей між двома обертовими осями. У обчислювальних пристроях обертовий трансформатори використовують при вирішенні різноманітних математичних задач, пов’язаних із побудовою трикутників, перетворенням координат, складанням і розкладанням векторів і т.п.

Обертовий трансформатор конструктивно являє собою електричну машину індукційного типу малої потужності. Найширше застосування одержали двохполюсні ОТ із двома парами однакових взаємно перпендикулярних обмоток: обмотки w1 і wÊ (С1 — С2 і СЗ — С4) розташованих на статорі; обмотки w2 і w3 (Р1 — Р2 і РЗ — Р4)- на роторі (рис. 2.1). Обмотка збудження (С1 — С2) включається в мережу змінного струму, компенсаційна обмотка СЗ — С4 замикається накоротко або на резистор. Обмотки на роторі називаються вторинними: синусною Р1 — Р2 і косинусною РЗ — Р4. \Електричний контакт з обмотками ротора здійснюється за допомогою контактних кілець і щіток (аналогічно контактним сельсинам) або через спіральні пружини, якщо ОТ працює в режимі обмеженого кута повороту. У останньому випадку кут повороту ротора ОТ обмежується максимальним кутом закручування спіральних пружин.

Принцип роботи обертових трансформаторів заснований на взаємній індуктивності між обмотками статора і ротора, що змінюються у визначеній функціональній залежності від кута повороту ротора.

image006

Рис.2.1.Принципова схема обертового трансформатора

Електрорушійні сили, що наводяться пульсуючим магнітним потоком збудження в обмотках ротора, строго відповідають цій залежності.

Якщо ОТ використовується в якості вимірювального елемента, то поворот ротора здійснюється за допомогою редукторного механізму високої точності, що або вмонтовується в корпус ОТ або монтується окремо від ОТ і з’єднується з його валом.

Якщо ОТ призначений для роботи в режимі повороту ротора в межах визначеного кута, то в якості компенсаційної обмотки і обмотки руйнування використовуються обмотки статора, а в якості вторинних — обмотки ротора.

Якщо ОТ працює в режимі беззупинного обертання ротора, то звичайно застосовують “обернене” використання обмоток: обмотки ротора використовують у якості компенсаційної обмотки і обмотки руйнування9, а обмотки статора — у якості вторинних. Якщо компенсаційна обмотка замикається накоротко, то при “оберненому” використанні обмоток на роторі застосовують лише два контактних кільця, що спрощує конструкцію, підвищує надійність і точність ОТ.

В залежності від графіка функціональної залежності ЕРС вторинної обмотки від кута повороту ротора обертові трансформатори розділяють на наступні типи:

синусно-косинусний обертовий трансформатор ( СКОТ) — у нього виникає напруга U2 на виході обмотки w2 , що знаходиться в синусній залежності від кута повороту ротора a, і напруга U3 на виході обмотки w3, що знаходиться в косинусній залежності від кута повороту ротора a;

лінійний обертовий трансформатор ( ЛОТ) — у нього вихідна напруга U2 знаходиться в прямолінійній залежності від кута a:

обертовий трансформатор для побудови (БВТ) — призначений для вирішення геометричних задач.

Крім того, обертальні трансформатори можуть застосовуватися в якості масштабних трансформаторів (МОТ) для узгодження напруг окремих каскадів автоматичного пристрою, електричних машин синхронного зв’язку в трансформаторних системах дистанційної передачі кута.

image007

Рис.2.2. Будова обертового трансформатора

На рис.2.2 показана будова обертового трансформатора. У корпусі 1 розташоване шихтоване осердя статора 2, у пази якого покладені розподілені обмотки 3. У пазах шихтованого осердя ротора 4 також знаходяться розподілені обмотки 5. Електричний контакт обмоток ротора з вивідними клемами 6 здійснюється за допомогою щіток 7 і контактних кілець 8.

Васюра А.С. – книга “Електромашинні елементи та пристрої систем управління і автоматики” частина 2

Оставьте комментарий к статье