Назначение и конструкция вращающихся трансформаторов

Вращающиеся (поворотные) трансформаторы (ВТ) предназначены для получения напряжения, находящегося в определен­ной функциональной зависимости от угла поворота ротора.

По конструкции ВТ схож с асинхронной машиной, выпол­ненной с фазным ротором (рис. 3.58). Он состоит из корпуса 1, шихтованного сердечника статора 2 с обмотками 3, шихтованного сердечника ротора 4 с обмотками 5, контактных колец 6 и щеток 7.

Рис. 3.58. Устройство вращающегося трансформатора

На статоре ВТ обычно располагают две распределенные обмотки, сдвинутые в пространстве относительно друг друга на 90 эл. град. Обмотки статора могут быть разделенными или соединенными по мостиковой схеме (см. рис. 3.42). Одна из обмоток статора называется обмоткой возбуждения и подключается к сети переменного тока; другая называется компенсационной и ее схема включения зависит от назначения ВТ.

В пазах ротора расположены также две взаимно перпендику­лярные обмотки, называемые вторичными. Схема соединения их зависит от назначения ВТ.

Выводы обмоток, расположенных на статоре, обозначают С1, С2, СЗ и С4, в отличие от обмоток, расположенных на роторе, выводы которых обозначают P1, Р2, РЗ и Р4.

Ротор ВТ может поворачиваться относительно статора на не­который угол или вращаться. Электрический контакт с обмотками ротора осуществляется либо посредством контактных колеи и щеток (рис. 3.58), либо посредством спиральных пружин, если ВТ работает в режиме ограниченного поворота. В последнем случае угол поворота ротора ограничивается максимальным углом закручивания спиральных пружин.

Принцип работы ВТ основан на том, что при повороте его ротора взаимная индуктивность между обмотками статора и ротора изменяется в определенной функциональной зависимости от угла поворота. При этом э. д. с., наводимые в обмотках ротора пульсирующим магнитным потоком, строго следуют этой зависимости.

Поворот ротора ВТ осуществляется посредством редукторного механизма высокой точности, который либо встраивается в корпус машины, либо изготавливается отдельно, а затем соединяется с валом ВТ.

Если ВТ предназначен для работы в режиме поворота ротора в пределах определенного угла, то обмотки возбуждения и компенсационную располагают на статоре, а вторичные – на роторе. В случае работы ВТ в режиме непрерывного вращения ротора обычно применяют «обратное» расположение обмоток: обмотки возбуждения и компенсационную располагают на роторе, а вторичные – на статоре. Если компенсационная обмотка замыкается накоротко, то при обратном расположении обмоток на роторе будет лишь два контактных кольца, что имеет большое значение при больших частотах вращения ротора.

В зависимости от характера изменения э. д. с. Его выходной обмотки при повороте ротора ВТ разделяются на следующие типы:

синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), на выходе которого имеется два напряжения: U₂ – находящееся в синусной зависимости от угла поворота ротора ; U₃ – находящееся в косинусной зависимости от угла ;

линейный вращающийся трансформатор (ЛВТ), у которого вы­ходное напряжение U₂ находится в линейной зависимости от угла ;

вращающийся трансформатор-построитель (ПВТ), предназначенный для решения геометрических задач.

Выпускаемые отечественной промышленностью ВТ предназначены для работы от сети с частотой 400 Гц.