Вращающийся трансформатор

Вращающийся (поворотный) трансформатор – электрическая машина. Он по устройству подобен асинхронному двигателю с контактными кольцами, предназначен для преобразования угла поворота его ротора в напряжение, пропорциональное некоторой функции этого угла. Вращающиеся трансформаторы подразделяются на синусные, напряжение на выходе которых пропорционально синусу или косинусу угла поворота ротора; линейные, где напряжение на выходе пропорционально углу поворота, и на трансформаторы‑построители, напряжение которых пропорционально корню квадратному из суммы квадратов напряжений на входах:

Для получения указанных выше зависимостей выходного напряжения от угла поворота может быть использована одна и та же машина с двумя обмотками на статоре и двумя на роторе при соответствующих схемах их включения. Вращающиеся трансформаторы применяются в системах автоматического управления, в устройствах вычислительной техники для решения геометрических и тригонометрических задач и т. д.

В пазах сердечника статора (рис. 55) уложены две сдвинутые на 90° обмотки В и К, в пазах ротора также уложены две сдвинутые на 90° обмотки С и S. Концы обмоток ротора соединены так, как изображено на рисунке 55, и имеют три вывода, которые припаяны к трем контактным кольцам, установленным на оси ротора.

Рассмотрим синусно(косинусный режим работы вращающегося трансформатора: в этом случае на обмотку возбуждения В подается переменное напряжение U _вх.

Напряжение вызывает ток в обмотке, а последний – переменный магнитный поток Ф _Т, пронизывающий обмотки ротора С и S. Продольные составляющие потоков обмоток С и S, обусловливающие ЭДС, возникающую в них, как это следует из векторной диаграммы рисунке 55, соответственно равны:

Ф_ms = Ф_m cos α, Ф_mC = Ф_m sin α.

Если для обмотки возбуждения справедливо выражение:

U _вх ≈ Е _вх = 4,44ω_в fФ_m,

то для обмоток С и S справедливо:

U_s ≈ Е_s = 4,44ω _sfФ_m cos α = Е_ms cos α,

U_C ≈ Е_C = 4,44ω _CfФ_m sin α = Е_mC sin α.

Все это справедливо при холостом ходе, когда к обмоткам С и S не подключены потребители и ток в обмотках равен нулю. В действительности нагрузка существует, в обмотках действует ток, который создает магнитный поток, существенно искажающий закон изменения выходных напряжений. Компенсация этих потоков осуществляется с помощью компенсационной обмотки, которая замыкается в одних случаях накоротко, в других – на какое(то сопротивление.

Рис. 55. Пояснение устройства и принципа действия поворотного трансформатора

Дата добавления: 2015-05-06