Вращающиеся трансформаторы

Вращающимся, или как его еще называют, поворотным трансформатором (ВТ), называют электрические устройства индукционного типа, предназначенные для получения определенных значений переменного напряжения, в зависимости от угла поворота ротора.

Конструктивные особенности

Конструкция поворотного трансформатора состоит из статора и ротора. Они выполнены из набранных и изолированных между собой пластин из электротехнической стали, в которых сделаны пазы для укладки обмоток: двух взаимно перпендикулярных на роторе, и двух взаимно перпендикулярных на статоре.

Пространственный сдвиг обмоток ротора и статора составляет 90 угловых градусов относительно друг друга. Концы обмоток статора закрепляются непосредственно на неподвижных клеммах, а концы обмоток ротора подсоединяются к клеммам через токосъемные щетки или контактные кольца. Если угол поворота ротора ограничен, то допускается соединение обмоток ротора с клеммником, посредством гибких проводников.

Вращающиеся трансформаторы

Типы вращающихся трансформаторов

В зависимости от способа включения обмоток ротора и статора, поворотный трансформатор может быть:

  • синусно-косинусный, который позволяет получать переменные напряжения, пропорциональные sin a или cos a, в зависимости от использующейся обмотки ротора. Если используется обе обмотки, то получаем синусно-косинусный поворотный трансформатор;
  • линейный. Этот тип трансформатора дает возможность получить переменное напряжение, которое находится в прямолинейной зависимости от угла а;
  • построитель. Такие поворотные трансформаторы применяются в автоматических устройствах для решения геометрических или математических задач, в качестве преобразователя пространственных координат;
  • масштабный. Вращающиеся трансформаторы этого типа могут использоваться в фазовращателях для согласования напряжений в отдельных модулях некоторых автоматических устройств, или в качестве датчика или приемника при синхронизации угла поворота ротора и т.д.

На сегодняшний день, наиболее востребованными вращающимися трансформаторами являются устройства, основанные на синусно-косинусном подключении обмоток ротора.

Принцип работы

Если поворотный трансформатор применяется в режиме поворота ротора до определенного угла, то обмотками компенсации и возбуждения этого устройства будут являться обмотки статора. В случае применения ВТ в режиме непрерывного вращения, в качестве компенсационной и возбуждающей обмоток будут выступать обмотки ротора, а в качестве вторичных обмоток – статора. Если устройство применяется в качестве измерительного прибора, то ВТ применяется со специальным редукторным механизмом повышенной точности позиционирования ротора. Редуктор может иметь внешнее подключение к валу устройства, а может монтироваться непосредственно в корпус поворотного трансформатора.

При подаче переменного тока со стабилизированным напряжением определенного значения на обмотку возбуждения, вырабатывается пульсирующий магнитный поток, который индуцирует электродвижущую силу в обмотках ротора, значение которой прямо пропорционально углу поворота ротора. Этот угол отсчитывается от положения ротора, когда его обмотка находится перпендикулярно к оси обмотки возбуждения.

Магнитные потоки, создающие электродвижущую силу в обмотках ротора, можно разделить на две группы: продольные, совпадающие с осью обмотки возбуждения и поперечные, к оси обмотки возбуждения. Продольные потоки приводят в движение ротор вращающегося трансформатора, а поперечные магнитные потоки, индуцируемые в обмотках, приводят к появлению погрешностей.

Меры борьбы с погрешностями

Для борьбы с поперечными магнитными потоками, в современном приборостроении применяют метод симметрирования, который может быть выполнен как на обмотках статора, так и ротора. Симметрирование на обмотках ротора заключается во взаимной компенсации поперечных магнитных потоков нагрузкой, в роли которой выступают два сопротивления одинаковых по значению. При симметрировании на обмотках статора происходит ослабление поперечных магнитных потоков за счет эффекта размагничивания перпендикулярно расположенной к ней обмотки статора.

Пределы погрешностей наиболее распространенных двухполюсных синусно-косинусных поворотных трансформаторов, варьируются в пределах 0,005 — 0,2 %. Погрешность высокоточных ВТ не должна превышать значений 0,01 – 0,03 %. Погрешность поворотных трансформаторов, выступающих в качестве синхронизирующих датчиков, составляет 1-10 угловых минут. Прецизионные трансформаторы поворотного типа имеют погрешность не более 1 угловой минуты. Если требуется более высокая точность позиционирования, то в таком случае, чаще всего, применяются многополюсные ВТ. Погрешность такого устройства не превышает 30 угловых секунд.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.

Электротехника Июнь 13, 2015 admin в 2:16
5 157 0
Добавить отзыв

Свежие комментарии