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1、?牌无刷旋转变压器设计上海交大机 电分校陈景华一、概述二、主要电气参数的分析计算用环形变压器代替电刷集电环制造的无刷旋转变压器早在五十年代末六十年代初已有介绍。但因其结构工艺复杂、精度性能差,长期未被重视。近十多年来,由于粉末冶金软磁合金材料和正弦分布绕组的采用,大大提高了精度性能和简化了结构工艺,使该电机有了很快发展。美日等国已有许多种产品提供使用。我国自?盯 年研制成功 高 性能无刷旋转变压器以来山,先后 研制了价! 、劝#!、劝%等几种产品。特别是近年来,已将这种结构形式,推广到多极旋转变压器中,研制了无刷双 通道旋转变压器。是设计该电机的主要电气参数。此外,有时系统对空载输出电压和激磁
2、电压的输出相位移尹、输出 阻抗名如等亦有一定要求。图 图#分别画出了无刷旋转变压器空载输出电压最大时的等值电路图 和相量图。为旋转变压器转子定子有效匝数比。功为原端输入电流和激磁电压间相位角8)二 ,十 了3”十汽)了,1又二盏劣耐劣二 2二3形变压器定子转子绕组匝数比#无2一;只,。;。?可见,空载输入阻抗主要与环形变压器的激磁电抗二、匝 比棍、旋转变压器的激磁电抗,?,及相角功有关。一般诱一! “入.十? 袱丁 将式?5改写成旋转变压器设计 中常用的形式二一人,:。+一 /。小? 入5【:。,?#5式中无。一共兴?一 / 中?十劝”一?乙。.一了“一”, ,一 / 岭惫5? ! 5在有刷旋
3、转变压器中,无。二咖币?。但在无刷旋转变压器中则不然。为了满足额定,乙。+值,在设计第一级环形变压器输入绕组时,必须计及第二级旋转变压器的影响。式愈小,为满足额定?乙。,值,二,应设计得愈大,为此,必须增大环形变压器的尺寸。因此,设计时,应综合考虑选取合适 的瓦、二。二。值,使二 。不过大于,:司。图7画 出 了对应不 同二? 。比值时,人 中一8恤. 5的曲线 ?和输出相位移甲由图7得丸一导?图%画 出了不同?汽,十认5拣值下,荟又 5二,有关。输出相位移俨可由式?句得?郎系数 一?二岩三乏豁蛀一5曲线馆尹斌声9 ?一斌”二,?二/9.蝙?了比有刷旋转变压器增加的部分,它的大小取3 决于环形
4、变压器电气参数和匝比; .、而,。必须指出,若从第二级旋转变压器激磁端看,在无刷旋转变压器中由于环形变压器输出阻抗 9 一。十争(际翻的存在,使旋一一 桩、一对厂一6 3 /5加众值 时,尹6 幼略的大小。三、主要 设计特点?主要电磁设计特点由上分析可知,在已知/、8、?。,、无?的条件下,无刷旋转变压器电磁设计的主要特点为? ? 5选取较大吞和适当 的比值阮?纵、由式?! 5或图? 7 5、?)5确定系数几?一般凡不宜过大5,计算环形变压器的原端绕组匝数22? ? 22声/卜恶理一3生? 卞图6和, ?,算出环形变压器副端绕组匝敬盆二? ?; .,并对环形变压器进行结构设计和电磁计算。? 5
5、由上述二的计算 值和所选比值。二 ?孙算出第二级旋转变压器 激磁电抗二。由二 ?算出该原端绕组 的有效匝数?骨箭5 ?器影5叭”一了噪黯豁,其中等式右边第二项为无刷旋转变压器:月,鉴式 中。、扬、几、爪分别为旋转变压器部分气隙直径、铁心计算长度、气隙径向长和磁路饱和系数。由 。进行正弦分布绕组 的? 曰?设计计算,并对原端参数进行计算。?#5由式? % 5或图? % 5,根据上述算出的气?,八,硫,八,求出系数若,计算旋转变压器匝数比弄一? 希. ;诺“由无,和二。,计算其副端绕组有效匝数。一9?肠,。?! 5校核,乙。、奋。等是否符合 额定数值。? 75由图?6 5或式? 6 5,求出输出相
6、位移沪,校验是否符合规定值。?结构设计特点? ? 5如图? 幻示,第一级选为环 形变压器,第二级选为旋转变压器,以利用正弦分布绕组抑制加工工艺等误 差对旋转变压器精度的影响。? 5环形变压器铁心采用粉末冶金软磁合金材料,它的优点是大大简化铁心成形工艺,减小切削加工量,生产效率高,节约原材料,成本低廉。目前国内主要生产 一 /、 一 /一.等粉末软磁 合金,经配方、压制、烧结、整形而成。它 的主要缺点是性能尚偏差,一?# 高斯,万。5,。?。、 。?、了戈丈畜0一卜: 不,5一卜气二 3, . 一 、3一2刁找了无别 谈时交通各寸。图?砚、中测试原理图图?阻抗 测试 原理图?易。、:、测试,采用
7、图? ?所示 电桥。端接可变标准电感 几,调节凡、凡至电桥平衡。记 下凡、。、 、 ?数值,得一会几,“一会? ? ,?了 倒 向边5,或“一会一 ?了倒 向边5,则得乙。产一户叮 ,四、测 试方法 显然无刷旋转变压器参数计算,比一般电机一会,“司一命的测试方 法亦然。?一卜转第# 7页5侧曰曰革趁记廷时名, ?口秘,夕? 了声扭粼“、挤,脚洲洲洲 碑碑, , 二二二一一 黔黔黔黔爵 以叫仪,了朴脚长 图 ?控制电路通,1通电,冲床滑块开始向下运动,滑块完毕,1 截止,?!平回到原始状态,这样就下行后,的暂态过程结束,指示灯口熄可 以预防上面所说的故障? ?5和?5。故障排灭,1。导通,1)、
8、少。截止, 截止,切1释除后可重新按 ,继续工作。如果在工作放。由于电容9两端的电压不能突变,刀平中发生了上面所说的第? 5种故障?半 途丢的暂态过程结束后,1?仍导通,所以,?!平的片5,则半途丢片的检测触点立即闭合,状态维持不变。在这短暂的时间中,冲床滑立即回到原始状态1。导通,习截止,冲床块已完成冲裁作用开始上行。将到上死点时,滑块立即停在上死点,以预防第? 5种故障。如果一个毛坯已被准确地放进模具的定位块吸片电磁铁: 1的行程开关通过!平上,则双片检测触点闭合,平再次进入暂进行控制,为了消除电磁铁,的 剩磁 吸态,召再亮,电容再次充电, 1再 次 通力,设有退磁回路,调节凡,可使:1的
9、剩电,冲床滑块进入下一个冲裁过程。如果在冲磁吸力接近于零。床滑 块将到上死点时,毛坯不能准确地放进为了使自动送料装置能顺利工作,控制定位块里,或者模子里放入了两张毛坯,则双系统应有足够强的抗千扰能力。图 中平片检测触点不能闭合,切少不能再次通电,的独立稳压,输入回路并联电容,可控硅采用冲床滑块并停在上死点。稍后,电容放电零压触发等,都是为此目的而设计的。尧,石卜石纷味卜石卜味卜石卜乡味卜石卜气卜峭=阔卜叼卜叼,屯到尧产仑洲七洲七碱卜?上接第 !页5五、结语? 6 5和图?7 5?6 5的曲线,利用这些公式和曲线,加上其它一般方法,可以比较准确简便地设计该电机。参考文献 无刷旋转变压器参数计算比较复叙该电机的设计比较繁复而且设计误差较大。文介绍了用电子计算机计算该电机电气 参数的方法。应该说我国自?6) 年研制成功该电机以来,在设计计算方法上还不很成熟。本文通过分析和适 当简化,获得了公式?# 5? ?“新产品消官,橄特 电机?6) #年 第一期1 ?,二的。 刀。 可势盆皿? ?7 叨1 盯日曰又以的巩日 。月, 日帅9班帕加习,“ 卫 丁 加,?6%?,肠? ? /吸印/_ 9=.980 9 卜.9 比9,99加 9印 9 9切?67)3
