1. Определяем относительные значения параметров обмотки возбуждения (таблицы 3-2 и 3-3 [4]):
(5.29)
(5.30)
(5.31)
(толщину магнитопровода
выбираем равной 4 мм.)
,
По [4]: ,
.
.
2. Определяем эффективное число витков обмотки возбуждения:
(5.32)
витков.
4. Поскольку обмотка статора является концентрической и состоит из 5 секций [4], находим число витков в каждой из секций:
, i=1..5.
После округления получаем количество витков в каждой секции:
5. Определяем сечение провода обмотки возбуждения:
(5.33)
(5.34)
мм2.
мм, округляем до 0,08 мм.
6. Определяем эффективное число витков вторичной обмотки [2], учитывая, что , где
– коэффициент трансформации,
:
(5.35)
(5.36)
В.
витков.
7. Обмотка ротора является концентрической и состоит из 3 секций [4], находим число витков в каждой из секций:
, i=1..3.
После округления получаем количество витков в каждой секции:
8. Определяем сечение провода вторичной обмотки:
(5.37)
(5.38)
мм2.
мм. Принимаем 0,15 мм.
Используя полученные величины, вычерчиваем рабочие чертежи пластин статора и ротора.
6. КИДУ со скосом пазов
КИДУ со скошенными пазами можно представить как совокупность нескольких элементарных преобразователей с прямыми пазами, сдвинутых относительно друг друга по углу.
Для простоты будем считать, что скос паза произведен только на роторе. Пусть Еэ = f(а) – функциональная зависимость э. д. с, воспроизводимая элементарным преобразователем. В общем случае Еэ=f(a) – периодическая несинусоидальная функция, причем в силу своей симметрии относительно начала координат она содержит только нечетные гармоники. Если скос паза выполнен по закону уск = у(х) (рисунок 6.1), то с учетом скоса функцию Еэ = f(а) запишем в виде
(6.1)
где R - радиус расточки.
Расположим начало координат посредине пакета. Тогда выходная э. д. с. преобразователя будет равна
(6.2)
Если угол скоса паза выполнить по закону
, (6.3)
то выходная э. д. с. преобразователя будет изменяться по синусоидальному закону от угла поворота ротора. Действительно, представим периодическую функцию (6.1) в виде ряда Фурье, содержащего нечетные гармоники
(6.4)
где k = 1; 2; 3...
Подставляя это выражение в (6.2), получим
(6.5)
Используя приведенную выше формулу (6.3) для у(х) и выполняя интегрирование, получим:
(6.6)
На практике выполнение скоса паза по закону (6.3) трудно осуществимо по технологическим соображениям; чаще всего при меняется равномерный скос пластин магнитопровода ротора (рисунок 6.2). При таком скосе:
. (6.7)
В этом случае выходная э. д. с. равна
(6.8)
Рисунок 6.1 Магнитная система со скосом паза, выполненным по закону
Рисунок 6.2 Магнитная система с равномерным скосом паза
Из этого выражения следует, что при равномерном скосе паза возможно уничтожение какой-либо одной гармоники и кратных ей. Условием уничтожения гармоник порядка (2k + 1) будет
(6.9)
Поскольку наибольшей по амплитуде из высших гармоник является третья, то скос чаще всего выполняется для уничтожения третьей гармоники. В этом случае уравнение линии скоса приобретает вид
(6.10)
В нашем случае примем величину угла скоса пазов 30 градусов.
Заключение
В данной курсовой работе был спроектирован кольцевой индукционный датчик угла, представляющий собой поворотный трансформатор, при этом была использована соответствующая методика расчета. Характеристики спроектированного КИДУ удовлетворяют величинам, заданным в техническом задании: крутизна датчика kду =6,00 в/град, напряжение возбуждения U1 = 36 В, номинальная частота f = 400 Гц, наружный диаметр корпуса Dk = 32 мм, внутренний диаметр ДУ Dac = 4 мм, длина корпуса ДУ lk = 14 мм, толщина обмотки lоб=12 мм, количество витков концентрической обмотки статора , диаметр провода обмотки статора 0,08, количество витков концентрической обмотки ротора
, диаметр проволоки обмотки ротора 0,15 мм. На основе рассчитанных геометрических параметров были вычерчены пластины магнитопроводов статора и ротора КИДУ.
Список использованных источников
1. Никитин Е.А. Гироскопические системы, ч.III. Элементы гироскопических приборов: учеб. пособие для вузов / Е. А. Никитин и др.; под ред. Д. С. Пельпора., – М.: «Высшая школа». 1979. –472 с.: ил.
2. Бабаева Н.Ф. Расчет и проектирование элементов гироскопических устройств: учеб. пособие для приборостроительных спец. вузов / Н. Ф. Бабаева и др. – Л.: «Машиностроение». 1967. –480 с.
3. Хрущев В.В. Электрические машины систем автоматики: учебник для вузов / В.В. Хрущев; – 2-изд., перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние. 1985. –186 с.
4. Хрущев В.В. Электрические микромашины / В.В. Хрущев; – Л., «Энергия». 1969. –278 с. с ил.
5. Сломянский Г.А. Детали и узлы гироскопических приборов: атлас конструкций / Г.А. Сломянский, А.В. Агапов, Е.М. Радионов и др.; – М.: Машиностроение. 1975. –306 с.