Моделирование индукционных редуктосинов

• Автор: Тазов, Сергей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Теоретические основы функционирования индукционных редуктосинов
1.1 Обзор литературных и патентных источников
1.2 Уравнение напряжений редуктосина
1.3 Анализ магнитной проводимости рабочего воздушного
зазора на основе аналитических и численных методов решения
1.4 Гармонический состав распределения индукции
в рабочем воздушном зазоре
1.5 Аналитические методы в поиске путей повышения
точности работы ИР
1.6 Выводы
Глава 2. Конструктивные факторы повышения точности ИР
2.1 Геометрия поперечного сечения активных частей и
ее моделирование
2.2 Обмотки ИР и их модели
2.3 Схема замещения магнитной цепи ИР
2.4 Алгоритмизация и программирование записи уравнений схемы замещения магнитной цепи при произвольном угловом положении ротора
2.5 Выводы
Глава 3. Технологические факторы и их моделирование
для оценки погрешностей ИР
3.1 Моделирование разновидностей технологических процессов изготовления магнитопроводов информационных машин
3.2 Типовые технологические «дефекты» (эксцентриситет, эллиптичность, биение ротора, отклонение краев зубцов от
номинала) и их моделирование
3.3 Влияние конечных значений собственных электрических параметров обмоток на точность работы ИР
3.4 Модель для исследования возможности использования стандартного зубонарезного инструмента
3.5 Выводы

Глава 4 Организация программных средств для цифрового
моделирования ИР
4.1 Операции с исходными данными
4.2 Инвариантные программные средства
4.3 Интеграция разнородных программных средств
4.4 Пути и рекомендации для сокращения ошибок пользователя
при моделировании ИР
4.5 Выводы
Глава 5. Экспериментальная проверка адекватности разработанных моделей ИР
5.1 Оценка влияния геометрии пазово-зубцовой зоны на
гармонический состав распределения индукции в
воздушном зазоре ИР
5.2 Расчет магнитных сопротивлений участков магнитопровода
5.3 Расчет магнитной проводимости участков рабочего
воздушного зазора
5.4 О модернизации программы «РОТОС»
5.5 Исследование влияния определенных соотношений ширины паза и
зубцового деления статора и ротора на изменение потока
5.6 Выводы
Заключение
Список литературы
Приложения

Введение
Совершенствование элементной базы для автоматических систем традиционно остается одной из важнейших научно-технических проблем. При этом, одинаково актуальны поиск новых технических решений и усовершенствование или модернизация известных устройств. Эти тенденции и требования в полной мере относятся и к таким электромеханическим преобразователям информации как индукционные редуктосины, обеспечивающие формирование на выходе переменного напряжения, связанного с величиной углового положения ротора (вала).
Индукционным редуктосинам (ИР) как электромеханическим преобразователям информации присущи определенные свойства, обеспечивающие повышенный интерес к этим датчикам, несмотря на сравнительно невысокую их точность. Простота конструкции и высокая технологичность, с одной стороны, и высочайшая надежность при жестких условиях эксплуатации (с другой) во многих случаях могут обеспечить предпочтительность применения ИР по сравнению, например, с вращающимся трансформатором или другим индукционным преобразователем угла.
Как известно, принцип действия ИР основан на использовании некоторой гармонической составляющей индукции магнитного поля в рабочем зазоре. В свою очередь, характер распределения магнитного поля в поперечном сечении ИР определяется расположением проводников с током (принадлежащих обмотке возбуждения) и геометрией границ ферромагнитной среды ( в плоскости рассматриваемого сечения). В выходной обмотке индуктируется ЭДС той гармонической поля, которая при данном числе пар полюсов этой обмотки соответствует условиям наличия взаимной индукции:
2р-2с±р' =±р
Где: 2С,2р - числа зубцов на статоре и роторе, соответственно;
Р, Р - числа пар полюсов сигнальной обмотки и обмотки возбуждения.
Целенаправленное формирование гармонического состава магнитного поля в рабочем воздушном зазоре ИР сводится к синтезу соответствующей схемы обмотки возбуждения и проектированию пазово - зубцовой зоны ( выбору числа пазов, геометрических размеров и формы пазов, включая прорези пазов - шлицы). Выходная обмотка проектируется на требуемое число пар по-

Значения Z
Таблица 1.
К P
4 8 12 16
3 5 12 z 11 22 33 44
11 12 ‘z 13 26 39 52
5 A,z 12z 19 38 57 76
11 — ‘z 12 z 21 42 63 84
7 nz 27 54 81 108
11 —t2 12 z 29 58 87 116
МДС обмотки возбуждения к -го полюса равна
FK = (-I)*'1 /0 fV0 , (1.20)
где /0 = 42 /0 cos cot.
Магнитная проводимость воздушного зазора под к-и полюсом:
А^ —• Aq + А^ cos
Z2a-(fc-l)-
+ A, —j-cos
п2га-п{к-1)

(1.21)
где л = 5,7,11,13 и т.д. номера гармоник магнитной проводимости. Используя выражения для с„ получим:
Л, = А„ +А, собЛм - — со$521а +—соз72та +
1 ° ■ 2 25 2 49
X, = А„ + А. ьт2,а- — sin5Z,a- —8т72,а +
2 о 1 г 25 2 49

Х-1 =Л„ -Л, соз2,а + —■■ со$52,а - соъ722а +
3 ° 1 2 25 2 49

X. = Ал - А. зт2,а + — зт52,сг + —зт72,аг +
25 2 49
А5 = А], А6 = А2, А2 = А2, Аз — Д4 и Т.Д.
(1.22)
Магнитный поток * -го полюса