Лабораторная работа № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ВРАЩАЮЩИХСЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Цель работы

Целью работы является исследование вращающихся трансформаторов (ВТ) при различных схемах включения: синусно-косинусный ВТ, линейный ВТ, ВТ как датчик и приёмник дистанционной передачи.

1. Описание исследуемой установки

Вращающиеся трансформаторы являются, как правило, неявнополюсными электрическими машинами, имеющими равномерно распределённые пазы на статоре и роторе. Оси каждой пары обмоток сдвинуты в пространства на 90^О (рис.1.1). Первичные (статорные) обмотки обычно называются: одна – обмотка возбуждения, другая – квадратурной обмоткой, а вторичные (роторные) – синусной и косинусной.

Л

С1

С2

абораторный макет представляет собой шасси со смонтированными на нём тремя вращающимися трансформаторами ВТ₁, ВТ₂, ВТ₃ типа ВТ-5. Концы статорных обмоток выведены на зажимы С₁, С₂, С₃, С₄. Концы роторных обмоток выведены на зажимы Р₁, Р₂, Р₃, Р₄. В качестве нагрузочных сопротивлений R_н1 и R_н2 используются сопротивления 500 Ом.

П

U₁

араметры вращающегося трансформатора ВТ-5:

• н

  С3

  апряжение питания U₁ = 40 В;

• частота источника напряжения f = 400-500 Гц;

• к

  С4

  оэффициент трансформации K = 0,8;

• т

  P1

  ок холостого хода I₀ = 0,22 А;

• у

  P3

  гол поворота ротора – не ограничен;

• м атериал магнитопровода – пермаллой.

В

P4

P2

Рис. 1.1

качестве измерительной аппаратуры используются: осциллограф и вольтметр переменного тока.

Питание установки осуществляется от сети 115 В в 400 Гц через трансформатор, с помощью которого устанавливается напряжение питания для ВТ, равное 40 В.

1.2. Порядок выполнения работы

А. Исследование схемы синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ)

Для выполнения собирается схема, представленная на рис.1.2, с использованием машины ВТ₁. Напряжение питания U₁ = 40 В.

При таком соединении ВТ схема имеет двухстороннее симметрирование.

Перед опытом проверить нулевое положение СКВТ на обмотке Р₃Р₄, подключив вольтметр V к точкам 1-2, наблюдать характер изменения сигнала при повороте ротора СКВТ от 0 до 180^О.

Подключить вольтметр V к точкам 1-2 и установить нулевое положение СКВТ, изменяя угол поворота от 0 до 180^О, записать наблюдения в таблицу. После этого построить характеристику U_c=f(α) , где U_c – вторичное напряжение СКВТ; α - угол поворота ротора СКВТ.

С1

С2

С3

С4

U₁

P1

P3



осц

P4

P2

R_н1

R_н2

1

1

2

2

Рис 1.2 Б. Исследование схемы линейного вращающегося трансформатора ЛВТ

Для выполнения собирается схема, представленная на рис.1.3, с использованием машины ВТ₁.

Перед опытом установить нулевое положение ЛВТ по вольтметру V. Угол поворота ротора α изменяют в пределах 0 – 180^О. Запись наблюдений сводят в таблицу. Зависимость U_A=f(α) строят в одних и тех же осях координат с характеристикой U_c=f(α).

С1

P4

С3

С2

С4

P1

P3



P4

P2

R_н1=500 Ом

Рис 1.2 В. Испытание ВТ в качестве чувствительного элемента для дистанционной передачи:

1. При наличии источников питания на командном и приёмном пунктах

Для выполнения п.В.1 собирается схема, представленная на рис.1.4, с использованием машин ВТ₁ и ВТ₃.

Вращающиеся трансформаторы датчика ВТ_д и приёмника ВТ_п устанавливают в синфазное положение так, чтобы стрелки роторов находились на нулевом отсчёте. При этом управляющее напряжение U_у1 =0, что соответствует углу θвх - θвых = θ = 0. Угол поворота ротора приёмника ВТ_п изменяют в пределах 0 – 110^О.Запись наблюдений сводят в таблицу и строят характеристику U_у1=f(θ).

С1

С2

U₁

С3

С1

С2

С3

С4

U₁

С4

P1

P3

P4

Д

П

P1

P3

P4

P2

θвх

_вых

R_н1

U_у1

P2

1.4 При наличии источника только на командном пункте

Для выполнения п. В.2 собирается схема, представленная на рис.1.5, с использованием машин ВТ₁ и ВТ₃.

U_у2sin

С1

С2

R_н

U_у2соs

С1

С2

С3

С4

U₁

С4

ВТ_Д

ВТ_П

P1

P3

P1

P3

θвх



_вых

P2

P4

P4

P2

Рис.1.5

Перед опытом устанавливают роторы в синфазное положение U_y2sinθ, при этом θвх - θвых = θ = 0. Углы поворота ротора ВТ_П приёмника изменяются в пределах 0-110^О.

Запись наблюдений сводят в таблицу и строят характеристику U_у2sinθ=f(θ) в одних и тех же осях координат с характеристикой U_у1=f(θ) по предыдущему п.В.1.