Индуктосины.

В отличие от многополюсных поворотных трансформаторов, в которых обмотки укладываются в пазах магнито-проводов ротора и статора, и индукционных редуктосинов, в которых как первичная, так и две вторичные обмотки укладываются в пазах магнитопровода статора, роторы и статоры поворотных индуктосинов представляют собой диски из изоляционного материала, расположенные соосно и параллельно, на которых печатным способом нанесены проводящие линии обмотки. Они представляют собой ряд радиальных токопроводящих пластин — проводников (рис. XVI.49). На роторе индуктосина в пределах 360° расположена однофазная многополюсная обмотка, имеющая разрыв для подвода тока. На статоре наносится двухфазная многополюсная секционированная обмотка. Обмотки статора сдвинуты относительно друг друга на или на 3/4 шага.

Рис. XVI.49. Ротор и статор индуктосина: а — статор; б — ротор

Электромагнитная связь между обмотками ротора и статора осуществляется через малый воздушный зазор. Обмотки ротора и статора рассчитываются таким образом, чтобы с высокой точностью (0,1%) обеспечить синусоидальное изменение взаимной индуктивности между статором и ротором в зависимости от угла поворота.

Это достигается рациональным выбором соотношения между линейными размерами проводников ротора и статора.

Фактически индуктосин является воздушным трансформатором, вследствие чего коэффициент индуктивной связи между обмотками ротора и статора весьма низок, поэтому происходит значительное ослабление выходного сигнала даже при повышенной частоте источника питания. Так, например, выходное напряжение индуктосина, включенного по схеме фазовращателя (см. рис. XVI.48) при воздушном зазоре 0,1 мм и при частоте питания , равно Такой малый коэффициент передачи по напряжению является основным недостатком индуктосинов. К их достоинствам следует отнести возможность печатного выполнения обмоток и вследствие этого возможность получения значительного передаточного отношения электрической редукции при сравнительно малых габаритах, благодаря чему можно существенно повышать точность преобразователя. Для повышения точности индуктосина при проектировании последнего принимаются определенные конструктивные и технологические меры. Уменьшение влияния неравномерностей воздушного зазора и контурных токов в обмотках достигается выполнением двухфазных статорных обмоток в виде распределенных по окружности секций и определенной последовательностью их включения. Чтобы обеспечить симметричность обмоток, число радиальных проводников выбирается четным, для уменьшения влияния паразитной емкостной связи между первичной и вторичной обмотками выбирается оптимальная ширина обмоток и т. д. В идеальном случае выходная э. д. с. индуктосина должна изменяться по строго синусоидальному закону. Однако кривая э. д. с. содержит нечетные высшие пространственные гармоники, вызывающие появление дополнительной ошибки. Подавление 3-й и 5-й гармоник производится выбором размеров проводников ротора и статора и определенным расположением их по окружности.

Известны индуктосины с различным передаточным отношением электрической редукции. Выбор числа пар полюсов зависит и от назначения прибора. Так, например, при использовании двоичного кода удобны следующие числа пар полюсов: 64, 128, 256, при десятичной системе обмотки индуктосина должны иметь 100—200 пар полюсов. Имеются индуктосины с числом пар полюсов 180 и 360.

Индуктосины чаще всего используются в режиме двухфазного фазовращателя, когда на первичные обмотки подаются два синусоидальных напряжения одинаковые по амплитуде и сдвинутые по фазе на рис. XVI.48).

Можно показать, что в идеальном случае на выходе двухфазного фазовращателя возникает напряжение, фаза которого пропорциональна углу поворота ротора а амплитуда выходного напряжения не меняет своей величины.

Известны случаи, когда индуктосины используются в трансформаторном режиме с применением усилителей в цепях синхронизации.

В рбоих случаях индуктосины применяются в качестве преобразователя канала точного отсчета двух- или трехканальных аналоговых и цифровых дистанционных систем передачи угла или систем передачи информации в цифровую вычислительную машину. Диапазон работы индуктосинов, в пределах которого система передачи угла обладает самосинхронизацией, равен углу Для получения самосинхронизации в пределах 360° применяется канал грубого отсчета. При больших передаточных отношениях электрической редукции и в особенности при использовании индуктосина в режиме фазовращателя из-за отсутствия высокоточных двухполюсных фазовращателей применяется трехканальная система передачи угла.

Погрешность преобразователей угла с индуктосинами, когда число пар полюсов или передаточное отношение электрической редукции велико, находится в пределах Такая высокая точность получается при весьма жестких требованиях к точности изготовления обмоток, т. е. к точности нанесения рисок, к установке ротора относительно статора с целью уменьшения биения и несоосности, к точности выдерживания плоскостей ротора и статора и т. д. Если индуктосин применяется в бескорпусном исполнении, т. е. состоит из дисков ротора и статора, то возникают погрешности от неточности их установки, а при выполнении индуктосина в виде отдельной конструкции, т. е. в корпусе, возникают ошибки сочленения вала преобразователя с чувствительной осью, угол поворота которой необходимо измерить, несмотря на то, что для этой цели обычно применяют специальные муфты. Эти ошибки соизмеримы с погрешностью индуктосина, особенно, когда речь идет об использовании его в широком диапазоне изменения температуры окружающей среды.