Динамо-машины  Прецизионные датчики, индукция 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49

Для датчиков с бессекторнУМи обмотками иёт бозмбжйОйй создать распределенную обмотку, поэтому для улучшения формы кривой ЭДС можно рекомендовать ,лишь выдерживание необходимых соотношений между шириной проводника и полюсным делением. Модуляция шага с периодом 2nlk (k gt;2) в бессекторион обмотке позволяет заметно улучшить форму кривых выходных ЭДС, однако в этом случае в однослойных обмотках обмоточные коэффициенты для некоторых гармоник, некратных рабочей гармонике, становятся отличными от нуля и в значительной мере теряются достоинства бессекторных обмоток (нечувствительность к малым погрешностям выполнения обмоток по углу и неплоскостности средних плоскостей токопроводящих слоев). В многослойных бессекторных обмотках улучшить форму выходных ЭДС можно, применяя угловые сдвиги между слоями, относящимися к одной и той же фазе; однако это можно делать лишь в одной из обмоток--ротор ной. или статор ной, чтобы избежать появления четных пространственных гармоник.

Заслуживает упоминания также и еще одна возможность улучшения формы выходных ЭДС - модуляция шага обмотки в каждом слое по периодической функции таким образом, чтобы фазы модуляции в первом и втором слоях отличались иа 180 deg;. Амплитуды модуляции в слоях могут быть разными. Варьируя соотношение амплитуд и форму функции модуляции, можно добиться высокой синусоидальности выходных ЭДС при сохранении достаточно высоких значений коэффициентов интегрального эффекта. Однако указанный вариант обмоток требует теоретической и экспериментальной проверки.

Одной из эффективных мер по улучшению формы кривых ЭДС является скос проводников одной из обмоток по отношению к другой, что широко используется в электрических микромашинах. Наконец, если кромки проводников одной или обеих обмоток представляют собой кривые, форма этих кривых может быть подобрана так, что уничтожается одновременно ряд гармоник. Однако решение такой задачи представляет лишь теоретический интерес, так как указанных выше мер достаточно для обеспечения погрешности датчика от высших гармоник на уровне долей секунды.

ГЛАЬА III.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОГРЕШНОСТИ КРУГОВОГО ИНДУКТОСИНА

11. источники ПОГРЕШНОСТЕЙ

Технологические погрешности составляют главную часть погрешностей измерения угла с помошью индуктосина. В зависимости от схемы преобразования удельный вес технологических погрешностей может составлять до 90% от общей погрешности.

Можно выделить три основных источника погрешности.

1. Погрешности монтажа выражаются в том, что геометрические осн обмоток не совпадают с осью вращения, а плоскости обмоток неперпендикулярны оси вращения. Это приводит к радиальным эксцентриситетам обмоток и неравномерности зазора.

В погрешности монтажа входит также неточность установки зазора или его изменение в процессе эксплуатации. У некоторых типов обмоток возникают погрешности измерения.

2. Неплоскостность токопроводящих слоев ротора и статора; обусловлена неплоскостностью несущих оснований и разнотолщни-ностью токопроводящих слоев.

3. Неточность выполнения обмоток по углу обусловлена случайными и систематическими погрешностями делительных и разметочных устройств, используемых при выполнении негативов обмоток и случайными погрешностями при экспонировании и травлении обмотки.

12. ПОГРЕШНОСТИ МОНТАЖА

в настоящем разделе исследуется влияние отклонения геометрических центров обмоток от оси вращения ротора при наличии неравномерности зазора, вызванном неперпендикулярностью плоскостей обмоток оси вращения ротора.

На рис. 62 схематично (радиальные линии обозначают средние линии проводников) показаны роторная и статорная обмотки индуктосина; для ясности графики статорная обмотка (пунктир) показана также однофазной. О 0 - геометрические центры роторной и статорной обмоток соответственно; О -центр вращения. Для удобства отсчета продолжения линий OOi и ООа проходят прямо через центры проводников, относящихся соответственно к ротору и статору; общности рассуждений это не нарушает. Линии - следы пересечения плоскостей обмоток с плоскостями, перпендикулярными оси вращения н проходящими через геометрические центры обмоток. Пусть полукруги, находящиеся справа от иний AAi и BBi отклонены вглубь чертежа. Радиус окружности Oi равен полусумме внешнего и внутреннего радМусов ста-

Рис. 62. Эксцентриситет в миогополюсной торцовой системе

торной обмотки. За нулевые (по счету) проводники обмоток принимаем проводники, лежащие на прдолжениях OOj и ОО2.

Условимся далее ЭДС, индуктируемую в любом проводнике статорной обмотки, определять по угловому положению середины этого проводника по отношению к центру роторной обмотки. Это было бы совершенно строго для обмоток с бесконечно малой длиной проводника (по сравнению со средним радиусом); для реальных обмоток этим допущением мы вносим погрешность 2-го порядка малости. Строго говоря, при наличии перекосов плоскостей оси вращения проекции кругового кольца проводников обмотки возбуждения иа плоскость приемной обмотки представляет собой эллиптическое кольцо с неравномерным по углу расположением проекций проводников. При малых перекосах, как показано в работе [17], это вызывает пренебрежимо малую погрешность.

Из рис. 62 следует, что одновременное наличие бр, ее, lt;р и tc вносит следующие изменения во взаимное положение проводников ротора и статора:

а) проводники сдвигаются друг относительно друга в радиальном направлении; б) имеет место взаимный угловой скос, переменный по окружности; в) имеет место угловой сдвиг, также переменный по окружности; г) зазор между проводниками (в направлении оси вращения) оказывается переменным по окружности и зависящим как от номера проводника статора, так и от угла поворота ротора.

Первые два фактора приводят к тому, что максимальное значение ЭДС проводника статора несколько уменьшается.