Глава №16: Вращающие трансформаторы
1. Какие микромашины называют вт.
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.
2. Опишите конструктивные исполнения вт.
Конструктивно
вращающиеся трансформаторы весьма
разнообразны, однако в настоящее время
наибольшее распространение получили
двухполюсные вращающиеся трансформаторы,
изготовляемые аналогично двухфазным
асинхронным двигателям с контактными
кольцами. Пакеты стали 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, сдвинутые на 90 эл. град друг от
друга (Рис. 1). Обычно обе обмотки статора
S
и K
имеют одинаковое число витков (
)
и одинаковые активные сопротивления.
Обмотки ротора А и В также выполняются
одинаковыми (
;
;
).
У большинства вращающихся трансформаторов концы обмоток 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). Надежность таких вращающихся трансформаторов, не имеющих скользящих контактов, значительно выше обычных.
Особенностью вращающихся трансформаторов является то, что у них взаимоиндуктивность между первичными обмотками (статора) и вторичными обмотками (ротора) при повороте ротора изменяется строго по синусоидальному (или косинусоидальному) закону от угла поворота α, что при определенных условиях обеспечивает такой же закон изменения амплитуды ЭДС вторичных обмоток, чего не наблюдается у обычных трансформаторов, не имеющих подвижных частей.
3. Какие функции выполняют вт в автоматических системах.
В зависимости от того, какой функцией угла поворота ротора является выходное напряжение U, вращающиеся трансформаторы можно разделить на:
Синусные (CBT) -
;Синусно-косинусные (СКВТ) -
;
;
Линейные (ЛВТ) -
,
где k
= const.
Четырехобмоточные вращающиеся трансформаторы, имеющие по две обмотки на статор и на ротор, в схемах автоматики и вычислительной техники при определенных схемах соединения обмоток используются:
а) как построители, позволяющие производить преобразование координат, определять (строить) вектор по его составляющим;
б) как приборы для согласования (масштабирования) напряжений отдельных каскадов - масштабные ВТ) (МВТ);
в) как трансформаторные сельсины в системах синхронной связи;
г) как фазовращатели.
Один и тот же вращающийся трансформатор практически может выполнять различные функции. Его выходные характеристики зависят от схемы соединения обмотки и их питания.