Вращающиеся трансформаторы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вращающиеся трансформаторы

Цель работы: экспериментальное определение статической характеристики синусно-косинусного вращающегося трансформатора.

Теоретические сведения:

Вращающийся трансформатор - электрическая машина переменного тока с двумя перпендикулярными обмотками на статоре и двумя перпендикулярными обмотками на роторе.

Принцип действия: если повернуть вторичную обмотку трансформатора в пространстве на угол б, то напряжение на ней будет определяться следующим выражением:

Конструктивно ВТ выполняется аналогично асинхронной машине с фазным ротором с равномерным воздушным зазором. Статор и ротор набраны из листов электротехнической стали и имеют пазы, в которых укладываются по две попарно одинаковых взаимно перпендикулярных обмотки. Концы статорных обмоток непосредственно присоединены к неподвижным зажимам, а концы роторных обмоток соединены с клеммной платой через контактные кольца и щетки или же с помощью гибких проводников, если угол поворота ротора ограничен. Независимо от назначения ВТ его конструкция должна обеспечивать изменение взаимной индуктивности обмоток статора и ротора по закону, близкому к идеальной синусоиде. Допустимая погрешность не должна превышать 0,05%. Одна из обмоток статора (С1С2) называется обмоткой возбуждения, а вторая (С3С4) квадратурной или компенсационной обмоткой. Обмотки Р1 Р2 - синусная и Р3Р4 - косинусная расположены на роторе.

Вращающиеся трансформаторы (ВТ) применяются в автоматических устройствах для получения на их выходе напряжений, пропорциональных углу поворота ротора б, sinб или cosб. Соответственно этому по способу использования они разделяются на синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ) и линейные (ЛВТ).

Синусно-косинусный вращающийся трансформатор.

Принцип действия ВТ. Если на обмотку возбуждения подать переменное напряжение Uв, то возникнет пульсирующий магнитный поток Фв. При повороте ротора на угол б потоки, пронизывающие синусную и косинусную обмотки, будут ; .Эти потоки наводят в обмотках ротора ЭДС E_s и Е_с, величина которых будет зависеть от взаимного расположения осей обмоток, т.е. от угла поворота ротора. При б = 0 поток Ф_в проходит вдоль витков обмотки Р1Р2 и ЭДС E_s == 0. При б = 90^о оси обмоток совпадают и ЭДС E_s имеет минимальное значение.

При холостом ходе ВТ в обмотках ротора будут наводиться ЭДС: , где k - коэффициент трансформации.

Схема лабораторного стенда:

Измерение выходного напряжения при изменении угла б.

трансформатор косинусный напряжение вращающийся

Вычисляем реальное выходное напряжение на обмотках, учитывая коэффициент схемы:

k_сх - коэффициент схемы.

Для синусной обмотки: Для косинусной обмотки:

По графику определяем б_см, и : б_см = 10.1^o;

Для синусной обмотки:

;

Для косинусной обмотки:

.

Определение коэффициентов трансформации k_s, k_c:

U_в = 36 В-действующее значение напряжения возбуждения.

Для синусной обмотки:

Для косинусной обмотки:

Уравнение статической характеристики для синусной и косинусной обмоток:

Для синусной обмотки:

;

Для косинусной обмотки:

;

Вывод: в результате выполнения работы была экспериментально определена статическая характеристика синусно-косинусного вращающегося трансформатора. Был определён лимб смещения при экспериментальном исследовании трансформатора б_см = 10.1^o, а также были рассчитаны коэффициенты трансформации k_s=1,121, k_c=1,152, которые позволили сформировать уравнения статической характеристики.

Размещено на Allbest.ru