Вращающиеся трансформаторы

Вращающиеся трансформаторы — это небольшие индукционные электрические машины, предназначенные для преобразования механического перемещения (угла поворота ротора α) в электрический сигнал — выходное напряжение U, амплитуда которого находится в определенной функциональной зависимости от угла поворота ротора.

Конструктивно вращающиеся трансформаторы весьма разнообразны, однако в настоящее время наибольшее распространение получили двухполюсные вращающиеся трансформаторы, изготовляемые аналогично двухфазным асинхронным двигателям с контактными кольцами. Пакеты статора и ротора таких вращающихся трансформаторов (ВТ) изготовляют из тщательно изолированных друг от друга листов электротехнической стали, полученных на штампах высокой точности. В полузакрытых пазах статора и ротора располагаются двухфазные обмотки, оси которых сдвинуты на 90° относительно друг друга (рис. 6.15). Обычно обе обмотки S и K статора имеют одинаковое число витков (W_s = W_K) и одинаковые активные R и реактивные сопротивления X. Обмотки ротора А и В также выполняются одинаковыми (w_A = w_B; R_A = R_B; Х_А = Х_в).

У большинства вращающихся трансформаторов концы обмоток ротора выводятся к контактным кольцам, по которым скользят щетки. Кольца и щетки обычно изготовляются из сплавов серебра. В некоторых вращающихся трансформаторах, предназначенных для работы с ограниченным углом поворота ротора, кольца и щетки заменяются гибкими спиральными пружинами из латуни (наподобие токосъемов измерительных приборов).

Особенностью вращающихся трансформаторов является то, что у них взаимоиндуктивность между первичными (статора) и вторичными (ротора) обмотками при повороте ротора на угол а изменяется строго по синусоидальному (или косинусоидальному) закону в зависимости от угла а, что при определенных условиях обеспечивает такой же закон изменения амплитуды ЭДС вторичных обмоток.

В зависимости от того, какой функцией угла поворота ротора является выходное напряжение U, различают следующие вращающиеся трансформаторы:

синусные (СВТ) — U= U _maxsinα, где U_max — максимальное выходное напряжение.

синусно-косинусные (СКВТ) — U_A = U _maxsinα; U_B = U _maxcosα;

линейные (ЛВТ) — U = k α, где k = const.

Четырехобмоточные вращающиеся трансформаторы, имеющие по две обмотки на статор и ротор, в автоматике и вычислительной технике при определенных схемах соединения обмоток используются в виде:

построителей, позволяющих производить преобразование координат, определять (строить) вектор по его составляющим;

приборов для согласования (масштабирования) напряжений отдельных каскадов — масштабных ВТ (МВТ);

трансформаторных сельсинов в системах синхронной связи;

фазовращателей.

Один и тот же вращающийся трансформатор практически может выполнять различные функции. Его выходные характеристики зависят от схем соединения и питания обмоток.

Дата добавления: 2015-07-14