專利名稱:功率旋轉(zhuǎn)變壓器調(diào)節(jié)裝置的制作方法
一種自控系統(tǒng)中角位移轉(zhuǎn)換電功率的調(diào)節(jié)裝置，主要用于印染和化纖機(jī)械中聯(lián)合機(jī)勵(lì)磁同步調(diào)速。
在公知的技術(shù)中，將角位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為電功率的調(diào)節(jié)裝置，一般采用瓷盤變阻器和角度檢測(cè)器加一套電子電路(由簽相、整流、放大、移相、觸發(fā)、可控硅等構(gòu)成)的調(diào)節(jié)裝置。瓷盤變阻器雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但結(jié)構(gòu)為機(jī)械滑動(dòng)觸頭式，易磨損，銹蝕等，造成接觸不良，因而使用可靠性差。角度檢測(cè)器加電子電路的調(diào)節(jié)裝置雖使用比較可靠，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造、使用、維修在技術(shù)上均要求較高。以上所述的兩種調(diào)節(jié)裝置均參考《紡織電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)》一書(49－50頁(yè))，作者為黃炯、楊嗣芳、陳振翼，由紡織工業(yè)出版社出版。
本發(fā)明的任務(wù)是克服上述缺陷，提供一種既結(jié)構(gòu)上不采用機(jī)械滑動(dòng)觸頭型式，又不采用復(fù)雜的電子電路，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠性強(qiáng)。并能擴(kuò)大電壓調(diào)節(jié)范圍，通用性強(qiáng)的一種調(diào)節(jié)裝置。
本發(fā)明提供的調(diào)節(jié)裝置是以一個(gè)能輸出功率的旋轉(zhuǎn)變壓器1.5(稱為功率旋轉(zhuǎn)變壓器)為核心。配置有調(diào)整變壓器2，6，轉(zhuǎn)換開關(guān)3，7，整流器8，4而構(gòu)成，如圖1.4.2所示。功率旋轉(zhuǎn)變壓器1.5，和調(diào)整變壓器2.6，的輸出端和電源電壓相串接，其迭加后的電壓輸出端接至整流器4整流輸出；調(diào)整變壓器2.6，的不同電壓的輸出抽頭由轉(zhuǎn)換開關(guān)3.7換接，以使輸出電壓向高或向低在較大的范圍內(nèi)變化。其中功率旋轉(zhuǎn)變壓器是根據(jù)權(quán)利要求
1中前序部分所述的結(jié)構(gòu)改進(jìn)而成，主要不同之處是在電磁設(shè)計(jì)和電磁參數(shù)上，其表現(xiàn)為功率旋轉(zhuǎn)變壓器的定、轉(zhuǎn)子均為兩相不對(duì)稱正交繞組，其四組繞組匝數(shù)一般均不相同。如圖3所示的B相和S相繞組匝數(shù)比值為0.57～0.64，K相和S相匝數(shù)比值為0.5～1。A相和S相繞組的匝數(shù)比值可按下述公式計(jì)算a＝K′ (u2)/(u1)其中a——A相和S相匝數(shù)比值。
K′——匝數(shù)比矯正系數(shù)，K′為1～1.2。
u2——輸出電壓幅度(有效值)。
u1——電源電壓(有效值)。
各相繞組線徑根據(jù)各自工作時(shí)的平均電流密度而確定，四相繞組線徑一般均不相同。定子和轉(zhuǎn)子的外徑和槽面積的比值較一般的旋轉(zhuǎn)變壓器相對(duì)為小，其定、轉(zhuǎn)子外徑比值為1.54～1.67，定、轉(zhuǎn)子的槽面積的比值可按下式計(jì)算KD=1+0.7KsKK0.67KsKB+0.77aKSKA]]>其中KD——定、轉(zhuǎn)子槽面積的比值。
KS、KK、KA、KB分別為S、K、A、B相繞組的系數(shù)。
通過上述的設(shè)計(jì)計(jì)算，能使功率旋轉(zhuǎn)變壓器工作效率較高，單位體積產(chǎn)生的功率較大，內(nèi)阻較小，溫升、轉(zhuǎn)矩均符合使用要求，使之具有了電功率輸出元件的性能，因此，能輸出一定的電流和電功率。此外，輸出電壓與角位移在0～±90°范圍內(nèi)線性度也較高，擴(kuò)大了轉(zhuǎn)角范圍，使用方便。
在自控系統(tǒng)中，當(dāng)需要兩個(gè)或多個(gè)隨角位移α而變化的電壓(或電功率)，這兩個(gè)或多個(gè)電壓可以按不同比例變化，這時(shí)，圖3中所示的A相繞組可以為兩個(gè)或多個(gè)繞組而得到兩個(gè)或多個(gè)輸出電壓。這兩個(gè)或多個(gè)輸出電壓同樣可以按需要接至調(diào)整變壓器2、6，轉(zhuǎn)換開關(guān)3、7，整流器4、8，而達(dá)到所需的效果。
根據(jù)使用需要，這種裝置還可缺少調(diào)整變壓器2、6，轉(zhuǎn)換開關(guān)3、7，整流器4、8中的一項(xiàng)或幾項(xiàng)而構(gòu)成簡(jiǎn)化的調(diào)節(jié)裝置。如當(dāng)所需的輸出電壓為交流時(shí)，可去掉整流器4、8；當(dāng)只需一種輸出電壓時(shí)可去掉轉(zhuǎn)換開關(guān)3、7和調(diào)整變壓器2、6，其中調(diào)整變壓器2、6也可采用各種調(diào)壓器代替。
此外，功率旋轉(zhuǎn)變壓器1、5可采用定、轉(zhuǎn)子倒置結(jié)構(gòu)，因轉(zhuǎn)子繞組端須通過軟線接出，對(duì)于具有兩個(gè)或多個(gè)A相繞組的結(jié)構(gòu)，該軟線必然增多，從而造成結(jié)構(gòu)上的不佳和使用上的不便，為了克服這一缺點(diǎn)，采用定、轉(zhuǎn)子倒置的結(jié)構(gòu)為佳。
圖1為本發(fā)明所提供的功率旋轉(zhuǎn)變壓器調(diào)節(jié)裝置正視示意圖。
圖2為本發(fā)明所提供的功率旋轉(zhuǎn)變壓器調(diào)節(jié)裝置側(cè)視示意圖。
圖3為本發(fā)明所提供的調(diào)節(jié)裝置中功率旋轉(zhuǎn)變壓器四繞組聯(lián)接示意圖。
圖4為本發(fā)明所提供的調(diào)節(jié)裝置電氣原理圖。
圖5為本發(fā)明所提供的調(diào)節(jié)裝置輸出電壓與角位移關(guān)系圖。
下面是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述和說明。
如圖1、圖2、圖4所示，是由功率旋轉(zhuǎn)變壓器1、5同調(diào)整變壓器2、6，轉(zhuǎn)換開關(guān)3、7，橋式整流器4、8等構(gòu)成功率旋轉(zhuǎn)變壓器調(diào)節(jié)裝置。功率旋轉(zhuǎn)變壓器1、5由電壓220伏，頻率為50赫茲電源激勵(lì)，當(dāng)轉(zhuǎn)子由零位向正、負(fù)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，功率旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電壓值在0～±90°范圍內(nèi)同樣線性變化，如圖5中所示的曲線9，但其相位相反，故將該電壓同電源電壓如圖5中所示的曲線10相迭加時(shí)，在一個(gè)方向?yàn)槎咧停硪环较驗(yàn)槎咧?，使迭加后的輸出電壓值U隨角位移α在180°范圍內(nèi)連續(xù)變化，如圖5中所示的曲線11。此電壓再同調(diào)整變壓器2、6的輸出電壓串聯(lián)，并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)3、7改變調(diào)整變壓器的電壓等級(jí)，則能得到不同的輸出電壓，如圖5中所示的曲線12、13、14，以適應(yīng)不同的使用需要。為滿足直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁要求，采用橋式整流器4、8可將交流輸出轉(zhuǎn)換為直流輸出。其中功率旋轉(zhuǎn)變壓器的定、轉(zhuǎn)子分別由硅鋼片迭成，開槽，定、轉(zhuǎn)子槽中各嵌有兩相不對(duì)稱正交繞組，其四相繞組的匝數(shù)比值分別為B相和S相為0.630，A相和S相為0.386，K相和S相為0.771。其繞組線徑分別為S相為0.47毫米，K相為0.44毫米，A相為0.71毫米，B相為0.51毫米。定、轉(zhuǎn)子的外徑比值為1.64。定、轉(zhuǎn)子的槽面積比值為1.212。
發(fā)明的積極效果和優(yōu)點(diǎn)是這種調(diào)節(jié)裝置克服了瓷盤變阻器存在的易磨損，接觸不良的缺陷，提高了使用可靠性，減少了聯(lián)合機(jī)故障停機(jī)，從而大大減少了停機(jī)和廢品損失，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。使用壽命比瓷盤變阻器提高3倍以上。其功率旋轉(zhuǎn)變壓器靠電磁感應(yīng)產(chǎn)生可調(diào)電功率，省去了角位移加電子電路的調(diào)節(jié)裝置中復(fù)雜的電子電路，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固。能獨(dú)立完成調(diào)磁功能，不需用其它電氣裝置配套使用，安裝使用方便。輸出電壓等級(jí)可調(diào)，通用性強(qiáng)。耗電量比瓷盤變阻器節(jié)約20％以上。
權(quán)利要求
1.一種角位移轉(zhuǎn)換電功率的調(diào)節(jié)裝置，主要用于印染化纖機(jī)械中聯(lián)合機(jī)的調(diào)磁同步調(diào)速。這種調(diào)節(jié)裝置包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓器，其旋轉(zhuǎn)變壓器由定子、轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成，二者均由硅鋼片迭成，開槽，定、轉(zhuǎn)子槽中均嵌有兩相對(duì)稱正交繞組。本發(fā)明的特征是調(diào)節(jié)裝置由一個(gè)能輸出功率的旋轉(zhuǎn)變壓器1、5(稱為功率旋轉(zhuǎn)變壓器)，調(diào)整變壓器2、6轉(zhuǎn)換開關(guān)3、7整流器4、8構(gòu)成。功率旋轉(zhuǎn)變壓器1、5、調(diào)整變壓器2、6的輸出端和電源電壓相串接，其迭加后的電壓輸出端接至整流器4、8整流輸出；調(diào)整變壓器2、6的不同電壓的輸出抽頭由轉(zhuǎn)換開關(guān)3、7換接。功率旋轉(zhuǎn)變壓器2、6的不同電壓的輸出抽頭由轉(zhuǎn)換開關(guān)3、7換接。功率旋轉(zhuǎn)變壓器1、5的定子和轉(zhuǎn)子各相繞組的匝數(shù)比值分別為B相與S相為0.75～0.64，K相與S相為0.5～1，A相與S相的繞組匝數(shù)比值a=K′ (輸出電壓幅度(有效值))/(電源電壓(有效值)) ，K′為1～1.2(K′為匝比矯正系數(shù))。各相繞組線徑各自根據(jù)工作時(shí)的平均電流密度確定。定、轉(zhuǎn)子的外徑比值為1.54～1.67，槽面積比值KD=1+0.7KsKK0.67KsKB+0.77aKSKA]]>，(KS、KK、KA、KB分別為S、K、A、B相繞組系數(shù))。
2.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于功率旋轉(zhuǎn)變壓器1、5中的A相繞組可以為兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組。
3.如權(quán)利要求
1、2所述的裝置，其特征在于功率旋轉(zhuǎn)變壓器1、5采用定、轉(zhuǎn)子倒置結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求
3所述的裝置，其特征在于調(diào)整變壓器2、6采用各種調(diào)壓器代替。
5.如權(quán)利要求
4所述的裝置，其特征在于在調(diào)整變壓器2、6、轉(zhuǎn)換開關(guān)3、7、整流器4、8幾項(xiàng)中可缺少一項(xiàng)或幾項(xiàng)而構(gòu)成簡(jiǎn)化的調(diào)節(jié)裝置。
專利摘要
一種角位移轉(zhuǎn)換電功率的調(diào)節(jié)裝置，主要用于印染化纖機(jī)械中聯(lián)合機(jī)的勵(lì)磁同步調(diào)速。它包括一個(gè)功率旋轉(zhuǎn)變壓器，調(diào)整變壓器，轉(zhuǎn)換開關(guān)和整流器。這種裝置克服了已有技術(shù)中同類調(diào)節(jié)裝置的使用不可靠性和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺陷，安裝使用方便，通用性強(qiáng)，其功率旋轉(zhuǎn)變壓器的定、轉(zhuǎn)子均采用兩相不對(duì)稱正交繞組，定、轉(zhuǎn)子的外徑和槽面積比值較一般的旋轉(zhuǎn)變壓器相對(duì)為小，使之能輸出較大的電功率。該變壓器可具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的輸出繞組，可同時(shí)得到兩個(gè)或兩個(gè)以上的輸出電壓。
文檔編號(hào)G05F3/04GK85203563SQ85203563
公開日1986年6月11日 申請(qǐng)日期1985年8月28日
發(fā)明者高超 申請(qǐng)人:中國(guó)紡織機(jī)械總公司設(shè)計(jì)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan