Вращающиеся трансформаторы

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

Электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра РАПС

 

 

Доклад

По дисциплине «Элементы системы автоматики»

Тема: Вращающиеся трансформаторы

 

 

Студентка гр. 5403		Сагдуллина А.Р.
Преподаватель		Пожидаев А.К.

 

 

Санкт-Петербург

ЗАДАНИЕ

На реферат

Студентка Сагдуллина А.Р.
Группа 5403
Тема доклада: Вращающиеся трансформаторы
Исходные данные: Требуется раскрыть содержание темы «Вращающиеся трансформаторы», рассмотрев следующие вопросы по данной теме: типы вращающихся трансформаторов и их технические особенности, принцип работы, устройство, применение, меры борьбы с погрешностями, а также представить основных производителей вращающихся трансформаторов.
Предполагаемый объем доклада: Не менее 15 страниц
Дата выдачи задания: 03.09.2018
Дата сдачи доклада: 25.10.2018
Дата защиты доклада: 25.10.2018
Студентка		Сагдуллина А.Р.
Преподаватель		Пожидаев А.К.

Аннотация

Целью данного доклада является исследование вращающихся трансформаторов. Вращающийся трансформатор — электрическая микромашина переменного тока (информационная электрическая машина), резольвер (англ. Resolver_(electrical)), предназначенная для преобразования угла поворота в электрическое напряжение, амплитуда которого пропорциональна или является функцией (чаще всего, синус или косинус) угла или самому углу.

Вращающиеся трансформаторы применяются в аналого-цифровых преобразователях, системах передачи угла высокой точности, в качестве датчиков обратной связи в следящих системах, бортовой аппаратуре.

 

Summary

The purpose of this report is to study rotating transformers. Rotary transformer - electric AC micromachine (information electric machine), resolver (eng. Resolver_ (electrical)), designed to convert the angle of rotation into an electrical voltage, the amplitude of which is proportional to or is a function (most often, sine or cosine) angle or the corner itself.

Rotary transformers are used in analog-digital converters, high-precision angle transmission systems, as feedback sensors in tracking systems, on-board equipment.
содержание

 

	Введение
1.	Вращающиеся трансформаторы
2.	Устройство вращающихся трансформаторов
3.	Типы вращающихся трансформаторов
4.	Принцип работы вращающихся трансформаторов
5.	Конструктивные особенности
6.	Меры борьбы с погрешностями
7.	Вращающийся трансформатор ВТ-5
	Заключение
	Список использованных источников

 

Введение

Современный прогресс науки и техники в самых широких областях народного хозяйства и промышленного производства стал возможен благодаря появлению и активному внедрению различных электронных приборов. По назначению вращающиеся трансформаторы относятся к информационным электрическим машинам и применяются в системах автоматического регулирования в качестве элементов (датчиков угла) для измерения рассогласования между двумя вращающимися осями. Вращающийся трансформатор конструктивно представляет собой электрическую машину индукционного типа малой мощности. Наибольшее применение получили двухполюсные вращающиеся трансформаторы с двумя парами одинаковых взаимно перпендикулярных обмоток.

вращающиеся трансформаторы

Вращающиеся (поворотные) трансформаторы предназначены для получения переменного напряжения, значение которого зависит от угла поворота ротора. По назначению вращающиеся трансформаторы относятся к информационным электрическим машинам и применяются в системах автоматического регулирования в качестве элементов (датчиков угла) для измерения рассогласования между двумя вращающимися осями. Вращающийся трансформатор конструктивно представляет собой электрическую машину индукционного типа малой мощности. Наибольшее применение получили двухполюсные вращающиеся трансформаторы с двумя парами одинаковых взаимно перпендикулярных обмоток: обмотки и wK (CI—С2 и СЗ—С4) расположены на статоре; обмотки ги2и щ (Р1 — Р2 и РЗ — Р4) — на роторе (рис. 1). Обмотка возбуждения (CI—С2) включается в сеть переменного тока, компенсационная обмотка СЗ —С4 замыкается накоротко или на резистор. Обмотки на роторе называют вторичными: синусная PI — Р2 и косинусная РЗ — Р4. Электрический контакт с обмотками ротора осуществляется либо с помощью контактных колец и щеток (аналогично контактным сельсинам), либо посредством спиральных пружин. В последнем случае угол поворота ротора вращающегося трансформатора ограничивается максимальным углом закручивания спиральных пружин. Принцип работы вращающихся трансформаторов основан на взаимной индуктивности между обмотками статора и ротора, которая изменяется в определенной функциональной зависимости от угла поворота ротора. Рис. 1. Принципиальная схема вращающегося трансформатора Если вращающийся трансформатор используется в качестве измерительного элемента, то поворот ротора осуществляется посредством редукторного механизма высокой точности, который либо встраивается в корпус вращающегося трансформатора, либо монтируется отдельно от вращающегося трансформатора и механически соединяется с его валом. Если вращающийся трансформатор предназначен для работы в режиме поворота ротора в пределах определенного угла, то в качестве обмоток возбуждения и компенсационной используются обмотки статора, а в качестве вторичных — обмотки ротора. Если вращающийся трансформатор работает в режиме непрерывного вращения ротора, то обычно применяют «обратное» использование обмоток: обмотки ротора используют в качестве обмоток возбуждения и компенсационной, а обмотки статора — в качестве вторичных. Если компенсационная обмотка замыкается накоротко, то при «обратном» использовании обмоток на роторе применяют лишь два контактных кольца, что упрощает конструкцию, повышает надежность и точность вращающегося трансформатора. Рис. 2. Трансформаторная система дистанционной передачи угла на вращающихся трансформаторах Линейные вращающиеся трансформаторы делятся на три класса точности и характеризуются допустимыми показателями, приведенными ниже. Класс точности ЛBT Ел, % еосг, % 0,05 +0,05 0,025 0,1 ±0,1 0,05 0,2 ±0,2 0,1 Вращающиеся трансформаторы, аналогично сельсинам, можно использовать в трансформаторной системе дистанционной передачи угла. На рис. 2 показана принципиальная схема такой передачи. В качестве датчика Д и приемника Π применены вращающиеся трансформаторы СКВТ. При подаче напряжения £/, на обмотку возбуждения wia в ВТ-датчике возникает пульсирующий магнитный поток Ф,. Положение обмоток ротора ВТ- датчика зависит от угла ад — поворота ротора относительно оси обмотки w 1Д. Магнитный поток Фь сцепляясь с обмотками ротора w2 и ВТ-датчика, индуцирует в них ЭДС Е2 и Е}, под действием которых в цепи синхронизации системы возникают токи. Проходя по обмоткам ротора ιυ2 и ВТ- приемника, эти токи создают пульсирующий магнитный поток Фп. Пространственное положение вектора этого потока определяется углом поворота ротора ВТ-датчика, т.е. при повороте ротора ВТ датчика на угол ад вектор потока Фп поворачивается на такой же угол. Сцепляясь с обмоткой статора wK П, поток Фп индуцирует в ней ЭДС Евых, величина которой зависит от угла рассогласования системы θ = ад - ап. В остальном работа вращающихся трансформаторов в рассматриваемой системе аналогична работе сельсинов. Важнейший показатель работы системы дистанционной передачи угла — точность отработки угла, заданного на датчике. Точность системы будет тем выше, чем меньше погрешность примененных в ней вращающихся трансформаторов. Показателем точности системы дистанционной передачи угла является погрешность следования, представляющая собой разность угловых положений системы. В зависимости от погрешности следования трансформаторные системы с вращающимися трансформаторами делят на 11 классов точности в диапазоне от +0,1 до +30 мин.     Таблица 1. Технические данные вращающихся трансформаторов Типоразмер Напряжение возбуждения, В Частота тока возбуждения, Гц Коэффициент трансформации Частота вращения, об/мин 4МВТ-1     0,6 — 5МВТ-2-10Э-01     1,0   10МВТ-2В-5П     0,56   10МВТ-2В-10П     1,0   5МВТ-2-5Э-0Д     0,56   ВТ-60     0,16   ВТМ-4А     1,0   ВТМ-5А 5,4   1,0   ВТМ-6М     1,0   В отличие от трансформаторной системы на сельсинах система на вращающемся трансформаторе обеспечивает более высокую точность, что объясняется большей точностью вращающихся трансформаторов по сравнению с сельсинами. Однако мощность на выходе ВТ-приемника меньше мощности на выходе сельсина-приемника, поэтому для трансформаторных систем на вращающемся трансформаторе требуются усилители мощности с более высоким коэффициентом усиления. Промышленность изготовляет вращающиеся трансформаторы, предназначенные для включения в сеть переменного тока обычно частотой 400 и 2000 Гц. Условия эксплуатации, температура окружающей среды от -60 до +100 °С; относительная влажность воздуха 98 % при 40 °С; вибрационные нагрузки с частотой 1000 Гц и ускорением 75 м/с2. Рис. 3. Габаритные и установочно-присоединительные размеры вращающегося трансформатора серии МВТ

Устройство

Вращающиеся трансформаторы являются двухобмоточными на статоре (в основном) или многополюсными электрическими машинами. По конструкции аналогичны синхронным электродвигателям с возбуждаемым переменным током ротором. В зависимости от угловой ориентации магнитного поля ротора относительно взаимно перпендикулярным по магнитному потоку обмоток статора в обмотках статора наводятся ЭДС, амплитуда и фаза которых зависит от угла поворота ротора относительно статора. Эти электрические сигналы однозначно, в пределах одного оборота ротора, характеризуют угол поворота ротора.

Конструктивно ротор и статор набираются из листов электротехнической стали с обмотками из изолированного провода. Питание обмотки ротора осуществляется через щёточные контактные кольца.

Вращающиеся трансформаторы подразделяются на контактные и бесконтактные, с ограниченным и неограниченным углом поворота ротора.

Для систем точного отсчёта и синхронно-следящих систем применяются дисковые приёмники и датчики — индуктосины ^[2], состоящие из плоских статора и ротора, многослойные обмотки которых выполнены в виде печатных проводников (обмотка ротора однофазная, статора — двухфазная).