значительно меньше постоянного магнитного сопротивления воздушного зазора между статором и ротором. Данное условие соблюдается при использовании пермаллоя.

В пазах статора и ротора размещают по две распределенных обмотки, сдвинутых между собой на 90 эл. Пространственное размещение обмоток показано на рис. 5.2: CiCg -главная обмотка статора; CgCj - вспомогательная (квадратурная) обмотка статора; pjp и рр - синусная и косинусная обмотки ротора. Обмотки статора выполняют 7 обычно одинаковьми, т. е. с одинаковым числом витков, одним сечением обмоточного провода и по одной схеме. Одинаковыми изготавливают и роторные обмотки. Отсчет угла поворота ротора 0 производится от оси синусной обмотки до оси вспомогательной обмотки статора.

Концы статорных обмоток подводят непосредственно к соединительньм колодкам. Концы роторных обглоток в поворотных трансформаторах контактно-Рис. 5.2. Раз- го типа выводят через токосъемное устройство: мещение обмо- четыре контактных кольца-щетки, трансформатора бесконтактных поворотных трансформаторах напряжение с обмоток ротора можно снимать двумя способами:

1) с помощью спиральных пружин; *

2) с помощью переходных кольцевых трансформаторов (по типу бесконтактных сельсинов, см. § 4.2).

В первом случае угол поворота ротора ограничен в пределах 1,8-2 оборота, во втором - не ограничен. Устранение скользящих контактов повышает надежность и точность. поворотных трансформаторов.

Имеются обращенные конструкции поворотных трансформаторов, в которых синусная и косинусная обмотки расположены на ста торе, вспомогательная обмотка замкнута накоротко, а концы главной обмотки выведены через два скользящих контакта или один .пере}?;одный трансформатор.

Конструкция поворотных трансформаторов и технология их изготовления должны обеспечивать при повороте ротора изменение взаимоиндуктивности между обмотками статора и ротора по закону, наиболее близкому к идеальной синусоиде. Допустимые погрешности во многих случаях не должны превышать 0,01%, т. е. ординаты действительной кривой изменения взаимоиндуктивности от угла поворота ротора в любой точке не должны отличаться от ординат идеальной синусоиды более чем на 0,0001 ее амплитудного значения.

Поворотные- трансформаторы в основном являются двухполюсными машинами. Однако в системах дистанционной передачи угла повышенной точности применяют и многополюсные поворотные трансформаторы. Точность преобразования угла в напряжение у таких поворотных трансформаторов может быть выше, так как

ослабляется влияние технологических погрешностей в результате усреднения э.д. с, наведенных под всеми 2р полюсами [26].

В дальнейшем принцип работы поворотных трансформаторов рассматривается на примере двухполюсных. Полученные результаты справедливы и для многополюсных поворотных трансформаторов, если характеристики рассматривать в функции угла в электрических градусах 63=6.

Поворотные трансформаторы всех типов изготавливают с номинальной частотой не ниже 400 Гц.

§ S.3. СИНУСНО-КОСИНУСНЫЕ ПОВОРОТНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Принцип работы поворотных трансформаторов рассмотрим на примере получения синусной функции угла поворота ротора (синусный поворотный трансформатор). В этом режиме главная статорная обмотка С1С2 присоединена к источнику переменного напряжения

6i постоянной величины (рис. 5.3, а). Роторная обмотка рр подключена к внешней нагрузке, характеризуемой сопротивлением

Рис. 5.3. Схемы синусного поворотного трансформатора:

а - лринципиальная: б - эквира-

нагр!

нагр1-

Вспомогательн а я

Рис. 5.4. Разложение обмотки ротора на продольные и поперечные витки

обмотка

CgCj и роторная

обмотка рзРа разомкнуты и не принимают никакого участия в работе поворотного трансформатора (на рис. 5.3 отсутствуют).

Допустим, что конструкция и технологическое исполнение обеспечивают строгую синусоидальность изменения взаимоиндуктивности М между обмотками сс и рРа от угла поворота ротора 6. Тогда

M=M,smQ, (5.1)

где Жтах - максимальная взаимоиндуктивность, соответствующая совпадению осей обмоток с-с и рр.

Поскольку максимальная взаимоиндуктивность пропорциональна произведению чисел витков индуктивно связанных катушек, то уравнение (5.1) можно преобразовать

. , M=AwWpimQ, . (5.2)

где Л - магнитная проводимость; величина магнитной проводимости не зависит от угла поворота ротора вследствие равномерности воздушного зазора; - эффективное число витков обмотки статора; Wp - эффективное число витков обмотки ротора.

На основании уравнения (5.2) можно утверждать, что характер изменения взаимоиндуктивности М останется прежним, если число витков обмотки рассматривать (рис. 5.4) как геометрическую

сумму продольных витков Шр5ш0, ось которых совпадает с осью обмотки С1С2, и поперечных витков мрСозб, ось которых перпендикулярна оси обмотки qcj. Это позволяет заменить схему рис. 5.3, а эквивалентной схемой (см. рис. 5.3,6).

Рассмотрим два случая работы такого поворотного трансформатора.

1. Работа поворотного трансформатора при холостом ходе

(2нагр1=С)о; /р1=0). Э.д.с. обмотки ppj ротора Epi определяется только потоком взаимоиндукции между обмоткой cCg и продольными витками K)pSin9, т. е. только продольным потоком Ф. Тогда

4pL==i!fe£Ei=ft,pSine. . (5.3)

Eci Wc

где Eel - э.д.с. главной статорной обмотки (cifi); тр=рМс -

коэффициент трансформации.

Следовательно,

4i=xpciSine, (5.4)

т. е. э. д. с. обмотки рхРг ротора при холостом ходе поворотного трансформатора в рассматриваемой схеме является синусоидальной функцией угла поворота ротора 0.

2. Работа поворотного трансформатора при нагрузке (Z arpi=7c>3.

Ipi=0). Продольный поток Ф создается совместным действием м.д. с статорной обмотки сс и м.д. с. продольных витков WpSmQ и примерно равен потоку в режиме холостого хода. Индуктируемая им в продольных роторных витках э. д. с. взаимоиндукции определяется как и в случае холостого хода

plM = TpclSin0. (5.5)

Ток /р1, протекая по поперечным виткам йУрСоз0, создает поперечный поток Фр1, который не сцеплен с обмоткой CjC.2 и значит не может быть скомпенсирован за счет увеличения тока в ней. Поток индуктирует в поперечных витках э. д. с. самоиндукции

где - угловая частота напряжения питающей сети; L - индуктивность, пропорциональная квадрату числа витков и магнитной проводимости Л:

L={WpCOsQf l\. (5.7)