9. Многообмоточный униполярный генератор с неоднородным вращающимся магнитом и неподвижной катушкой

Конструкция этого генератора является
практическим приложением выводов,
сделанных в предъидущих разделах.

Так как ЭДС, наводимая в
полукольцах имеет одинаковую полярность,
то соединив полукольца встречно можно
увеличить ЭДС в N раз, где
N – число полуколец.

При встречном соединении полуколец их
концы должны быть соединены проводниками,
в которых также может наводиться ЭДС.
Самый короткое расстояние между
противоположными концами полуколец
проходит через центр магнита (Рис. 14),
но на этих соединительных проводниках
также наводится ЭДС (см. Рис. 11 и 12),
которая может складываться или вычитаться
из ЭДС, наводимой в полукольцах (в
зависимости от ее полярности). Для
определения полярности сигналов в
полукольцах и радиальных проводниках
был проведен эксперимент, в котором оба
этих элемента были подсоединины ко
входам двухлучевого осциллографа.

Рис. 14

Осциллограммы сигналов 1–3 (полувиток)
и 1-2 (радиальный проводник) приведены
на Рис. 15.

Рис. 15

Таким образом, сигналы
находятся в противофазе и соединение
полуколец, приведенное на Рис. 15 позволяет
не только получить многообмоточный
генератор но и увеличить величину ЭДС
за счет радиальных проводников. Также,
удаление радиальных проводников от
плоскости магнита (или их магнитное
экранирование) может, при необходимости,
уменьшить их вклад в создание ЭДС.

Основываясь на «модифицированном
принципе Ленца», можно объяснить прочему
ЭДС в проводниках 1 – 3 и 1 – 2 наводится
в противофазе. Согласно анализу,
приведенному в предъидущих разделах,
в момент времени, когда расположение
проводников соответствует показанному
на рис. 14 (положение А), циркуляция
магнитного поля в месте расположения
обоих проводников максимальна и ЭДС в
этих проводниках, полувитке и радиальном,
равна 0. При дальнейшем вращении магнита,
полувиток и радиальный проводник
смещаются из положения А в положение В
(Рис. 14), циркуляция в обоих случаях
уменьшается и в проводниках возникает
ток, создающий циркуляцию, совпадающую
по направлению с циркуляцией поля
магнита и компенсирующую это уменьшение.
При этом, полярность ЭДС , наводимой в
полувитке и радиальном проводнике –
противоположная (Рис. 15).

Надо отметить, что в данном
генераторе полувитки могут быть
расположены только с одной стороны
катушки – ЭДС при этом не измениться.
На основе этих экспериментов был
разработана конструкция электрогенератора
и был создан и испытан его прототип.

Были испытаны макеты такого генератора
с разным количеством полувитков. Схема
соединения полувитков приведена на
Рис. 16.

Рис. 16

Ротор генератора был выполнен
из ферритового мангитного кольца
70х30х10 мм с Br = 0.274 Тл, которое
было разломано пополам и одна половина
перевернута. Фотография ротора приведена
на Рис. 17.

Рис. 17

Первый макет содержал 120 полувитков (83
мм в диаметре) и развивал ± 0.6В в режиме
холостого хода, что подтверждает идеи,
высказанные в разделах 5 и 6 и заложенные
в данной конструкции. При этом, ЭДС,
наводимая в одном полукольце, была равна
± 3.5 мВ мВ (ЭДС очень сильно зависит от
индукции В в месте расположения
проводника, составляя ± 7 мВ на поверхности
магнита и резко уменьшаясь с увеличением
диаметра витка). Помещение катушки в
тонкий пермаллоевый цилиндр увеличивало
ЭДС холостого хода до ± 0.75 В. Максимальная
ЭДС наводилась тогда, когда плоскость
полуколец совпадала с горизонтальной
плоскостью симметрии магнита (середина
между двумя торцами магнита, см. Рис.
16). При этом, радиальные соединительные
проводники были расположены на расстоянии
45 мм от полколец (полувитков) и, в них
наводилась ЭДС ± 1.5 мВ.

По мере углубления магнита в катушку
(плоскость полуколец выше плоскости
магнита) возрастало влияние радиальных
проводников и уменьшалось влияние
полуколец и в случае, когда радиальные
проводники были приближены вплотную к
нижней плоскости магнита, величина ЭДС
уменьшилась примерно в 3 раза (до ± 0. 15
В) и сигнал приобрел характерную
трапециидальную форму.

Установка тонкого пермаллоевого диска
между магнитом и радиальными проводниками
(ближе к проводникам) практически
полностью их магнитно экранирует,
наводимая в них ЭДС была практически
равна 0, а ЭДС, снимаемая с генератора
уменьшалась до 0.48 В.

Другой макет, фотография
статора которого приведена на Рис. 18,
содержал 460 полувитков (ЭДС снимаемая
с одного полувитка была равна ± 3.5 мВ
мВ).

Рис. 18

Напряжение, развиваемое генератором в
режиме холостого хода составило ± 2 В с
магнитно неэкранированными радиальными
проводниками и 1.6 В с экранированными.

Согласно расчетам, при
увеличении скорости вращения ротора
до 2000 об/мин, размещении обмотки в
непосредственной близости от поверхности
магнита и замене ферритового магнита
на NdFeB, напряжение снимаемое
во втором случае будет составлять
порядка 40 В.

Здесь надо отметить, что,
формально, данная конструкция статора
(многовитковая) может быть представлена
как две обмотки, содержащие N
витков каждая и расположенные на
противоположных сторонах двухполюсного
магнита. Таким образом (опять же,
формально) в каждой обмотке периодически
меняется магнитный поток и, таким
образом, наводится ЭДС в соответствии
с законом Фарадея. Но, как было указано
выше, этот подход не отражает истинный
механизм работы этого генератора, так
как основная ЭДС производится полувитками
независимо от других элементов контура,
которые могут быть легко исключены из
этого процесса, например, магнитным
экранированием. В то же время, взаимодействие
полувитков с магнитным полем (индукция
и механическое взаимодействие) не может
быть описано стандартными законами
Фарадея и Ампера.

Таким образом, данная
конструкция также ставит вопрос о
механическом взаимодействии ротора и
статора. Тангенциальная сила, создающая
в нагруженном статоре реактивный момент
должна быть приложена к полувиткам и
направлена вдоль проводников (dF║dl),
что противоречит закону Ампера. В этом
случае, если следовать закону Ампера,
то когда середина полувитка не дошла
до средины сектора магнита (циркуляция
возрастает) то полувитки растягиваются
по радиусу, а после прохождения середины
сектора – сжимаются, при этом тангенциальная
составляющая отсутствует, а результирующая
сила, приложенная к оси равна нулю. При
прохождении полувитками плоскости
раздела магнита, к полувитку прикладываются
две радиальные силы, разнесенные на
некоторый угол и противоположно
направленные. Но и в этом случае крутящий
момент не возникает, так как обе эти
силы проходят через центр массы статора
(его ось). На противоположный полувиток
действуют такие же силы, но противоположно
направленные. Они радиально сжимают и
растягивают полувиток, а результирующая
сила, приложеннная к оси также равна
нулю (см. Рис. 19).

Рис. 19

Радиальные же проводники создают
тормозящий момент в соответствии с
законом Ампера. Кроме того, конструкция
генератора, содержащая один полный
виток, жестко закрепленный на роторе и
вращающийся вместе с ним, где ЭДС
снимается радиальными щеткам (см. выше),
вообще не имеет статора и неизвестно,
куда должен быть приложен реактивный
момент.

Силовое взаимодействие ротора и
статора.

Для анализа моментов, возникающих в
статоре и роторе были проведены
эксперименты, где генератор с многовитковым
статором был инвертирован и проверен
как электромотор. Для проверки силового
взаимодействия статора и ротора оба
они были подвешены на проволоке (которая
выполняла функцию торсиона в крутильных
весах) и могли свободно вращаться
относительно друг друга. В первом случае
радиальные проводники были не экранированы.
В следующих экспериментах для избежания
влияния радиальных проводников, они
были магнитно заэкранированы.

Качественный эксперимент
показал, что в обоих случаях при подаче
тока в обмотку ротор и статор поворачивались
в противоположных напрвлениях, т.е.
происходил обмен моментами, что
соответствует 3-му закону Ньютона для
вращательного движения. Так как сумма
моментов в замкнутой системе должна
быть равна 0 (ΣМ
= 0), то моменты силы, приложенные к ротору
и статору, должны быть равны и противоположны
по знаку, и тогда углы поворота ротора
и статора также должны быть равны (при
одинаковой жесткости торсиона).

Для проверки этого положения
был проведен эксперимент по количественному
определению моментов сил, приложенных
к статору и ротору. Ротор был подвешен
на упругой проволке, выполняющей функцию
торсиона в крутильных весах, статор же
был закреплен неподвижно. Во втором –
ротор был закреплен, а статор подвешен
на такой же проволоке с такой же длиной
(сопротивление скручиванию торсионов
должны быть равны). Надо отметить, что
в данном случае в создании момента
участвовали как полувитки, так и
радиальные проводники, которые, как
было сказано выше, должны создавать
тормозящий момент. Кроме того, конструкция
статора содержала вертикальные
проводники, соединяющие полувитки с
радиальными проводниками. Их влияние
на создание ЭДС было проверено в
предъидущих экспериментах с единичными
проводниками и показало практически
полное отсутствие вклада вертикальных
проводников в создание ЭДС.

Схема экспериментов по
измерению крутящего момента ротора и
статора представлена на Рис. 20.

Рис. 20

Надо отметить, что, так как
данный генератор есть генератор (и,
соответственно, мотор) переменного
тока, то при свободном повороте ротор
останавливается в устойчивом нейтральном
положении (момент М=0), когда разделительная
плоскость полувитков совпадает с
разделительной плоскостью магнитов
(середина полувитков совпадает с
серединой магнитов), а максимальный
момент (М max)
развивается, соответственно, когда
середина полувитков лежит в плоскости
раздела магнитов, а оба этих положения
отличаются на 90 градусов, что также было
подтверждено экспериментально. Кроме
того, существует второе нейтральное
положение, отличающееся от первого на
180 градусов. Оно является неустойчивым
(при подаче постоянного тока) и
установленный в это положение ротор
может повернутся как в одном так и
противоположном направлении в направлении
первого нейтрального положения. При
изменении направления тока эти нейтральные
положения меняются местами (собственно,
так ведет себя любой асинхронный
электромотор).

Таким образом, в данном эксперименте
допустимые углы поворота не должны
превышать 45 – 50 градусов, что достигается
подачей малого тока (0.1 — 0.2 А) в обмотку
статора.

В данном эксперименте ротор
устанавливался относительно статора
в положение максимального момента,
далее подавался постоянный ток (0.06 –
0.2 А) и измерялись углы отклонения ротра
при неподвижном статоре и статора при
неподвижном роторе, при этом, ротор и
статор поочередно подвешивались на том
же торсионе (медная эмалированная
проволока диаметром 0.38 мм). Момент
сопротивления скручиванию торсиона
был прокалиброван и составил 0.078 гс
см/град. Схема калибровки приведена на
Рис. 21.

Рис. 21

Момент сопротивления проволоки
(торсиона) калибровался грузиками m,
подвешенными на проволоке диаметром
0.1 мм, пропущенной через блок. Лезвие,
упирающееся в ось (снизу ротра)
предотвращает поворот ротора, подвешенного
на торсионе, в вертикальной плоскости.

Измеренные углы поворота подвешенного
на торсионе ротора и подвешенного на
том же торсионе статора для первого
макета (120 полувитков) приведены в Табл.
1:

	Ротор		Статор
I (A)	Ω (град)	М (гс см)	Ω (град)	М (гс см)
0.06	18	1.4	12.4	0.97
0.1	30	2.3	20. 7	1.61
0.15	45	3.5	30.3	2.36
0.2			41.4	3.23

Момент силы в таблице приведен
в граммах силы на сантиметр (техническая
система единиц, 1 гс см = 9.8 10^-5
н м). Как видно из таблицы, зависимость
угла отклонения от тока – линейная,
что, собственно, и следовало ожидать.

Как можно видеть, измеренные
значения углов отклонения и моментов
меньше для статора, чем для ротора
(порядка 67% от момента ротора), что,
естественно, может вызывать сомнения,
потому, что согласно 3-му закону Ньютона
для вращательного движения эти моменты
должны быть равны (см. выше).

Это несоответствие, в частности, может
быть объяснено методическими ошибками
эксперимента, например разным натяжением
проволоки (торсиона) при подвешивании
магнита (200 г) и статора (60 г), хотя, согласно
сопромату, напряжения растяжения и
кручения не связаны друг с другом. Кроме
того, катушка статора имела отводы,
выполненные из тонкой медной проволоки
(0.1 мм в диаметре), которые при повороте
статора теоретически могла создавать
сопротивление.

Для выявления возможных
методических ошибок была проведена
серия испытаний. В частности, влияние
отводов было проверено и было установлено,
что ошибка, вызванная изгибом такой
проволоки (0.1 мм в диаметре) составляет
менее 1 градуса поворота статора. Во
всех экспериментах использовалась та
же проволока (торсион), на которой
поочередно подвешивался ротор и статор.
Измерения были многократно повторены
в разных условиях (расположение
проводников и блока питания относительно
статора и т.п.) для определения возможного
влияния внешних полей. Результаты
измерений, при этом совпали с точностью
до ± 10%.

Далее, аналогичные испытания
были проведены для второго генератора
(460 полувитков) с неэкранированными
радиальными проводниками (их вклад в
ЭДС – порядка 20%). Точность экспериментов
с использованием второго генератора
была существенно выше по сравнению с
первым (число витков статора в 3.8 раза
больше). Качественно и количественно
было зарегистрировано явно выраженное
существенное превышение момента ротора
над моментом статора, при этом момент
статора составлял порядка 50% от момента
ротора. Была также зарегистрирована
зависимость стартового момента от
положения плоскости раздела магнита
относительно статора (как у любого
асинхронного электромотора). Момент
был равен 0 в первом (устойчивом)
нейтральном положении (см. выше),
постепенно увеличивался при повороте
ротора, и достигал максимума при повороте
ротора на угол порядка 115 градусов
относительно устойчивого нейтрального
положения.

В связи с этим, измерения
моментов ротора и статора проводились
в одинаковых положениях (Рис. 22), когда
плоскость раздела магнита (при отсутствии
тока в обмотке) совпадала с серединой
полувитков (или линия соединяющая
середины половинок магнита – полюсов
S – N –
совпадала с плоскостью раздела
полувитков), т. е. ротор был повернут на
90 градусов относительно устойчивого
нейтрального положения (см. выше) и при
повороте на 115 градусов (моменты
максимальны).

Рис. 22

Для тока 0.04 А моменты статора и ротора
составили 2.05 гс см и 4.29 гс см соответственно
при 90 градусах и 2.6 и 5.3 гс см — при 115
градусах. Точность измерения углов
поворота составляла порядка 1 – 2 градуса
(0.078 – 0.156 гс см – для момента).

Униполярный бесколлекторный торцовый генератор постоянного тока — PatentDB.ru

Униполярный бесколлекторный торцовый генератор постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано при производстве униполярных бесколлекторных торцевых электрических машин. Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, состоит в увеличении мощности, повышении эффективности охлаждения и расширении функциональных возможностей, а также в повышении эксплуатационной надежности и технического ресурса предлагаемого генератора путем обеспечения возможности механического регулирования и визуального наблюдения величины воздушного зазора. Сущность изобретения состоит в следующем. Униполярный бесколлекторный торцовый генератор постоянного тока, содержащий неподвижный раздвоенный кольцевой магнитопровод якоря с пазами для укладки обмотки якоря, вращающиеся торцовые магнитопроводы индукторов для возбуждения и вентилятор, отличающийся тем, что в схеме возбуждения генератора установлены радиальные электромагниты и круговые электромагниты, при этом вращающиеся на валу ротора генератора торцовые магнитопроводы обоих индукторов вместе с радиальными и круговыми электромагнитами обращены встречно через воздушный промежуток одноименными полюсами к магнитопроводам с обмоткой якоря, что обеспечивает в торцовых магнитопроводах обоих индукторов постоянное наличие остаточного магнетизма, способствующего возбуждению генератора, при этом схема возбуждения снабжена двумя щеточно-контактными узлами, включающими щетками токосъема и неразрезные контактные кольца. Генератор может быть использован при производстве электроэнергии на электростанциях, ГЭС, для дальних электропередач больших мощностей на постоянном токе с высоким экономическим эффектом, при этом исключается необходимость строительства повышающих напряжение подстанций и дорогостоящих преобразующих устройств для преобразования переменного тока в постоянный. Генераторы для дальних электропередач работают при последовательной схеме их включения. Область использования предлагаемого изобретения расширяется путем обеспечения возможности его использования в промышленности как в качестве генератора, так и в качестве двигателя, а именно в электрифицированном транспорте, в ветроустановках, для электросварки, электролиза, электроснабжения компьютерной техники, ЭВМ, зарядки аккумуляторных батарей, аварийное электроснабжение систем автоматики, освещения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Реферат

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в производстве машин постоянного тока.

Известное устройство торцового двигателя [1] по авторскому свидетельству СССР № 129715, 1960 г. имеет для возбуждения постоянные магниты и малую мощность. Кроме того, при торцовом устройстве двигатель не обеспечен возможностью механического регулирования и визуального наблюдения величины воздушного зазора.

Указанные недостатки аналога ограничивают предел выдаваемой мощности и технический ресурс работы двигателя.

Лучшим вариантом аналога, избранным в качестве прототипа [2] является самовозбуждающийся бесколлекторный генератор постоянного тока по патенту № 2124799, прототипом для которого тоже служит униполярный генератор, но который хоть и содержит для возбуждения постоянные магниты, но может выдавать несколько большую мощность, но не более 10 кВт.

Недостатками прототипа являются: малая мощность, отсутствие возможности механического регулирования и визуального наблюдения величины воздушного зазора, вентилятор на валу ротора генератора ограничивает эффективность охлаждения при торцовом устройстве генератора, неподвижный раздвоенный кольцевой магнитопровод якоря с аксиальными и коаксиальными пазами для укладки обмотки якоря служит для создания магнитной цепи, но не введен в электрическую схему обмотки якоря, которая выполнена только в последовательном исполнении, без параллельных ветвей. Указанные недостатки прототипа снижают его эксплуатационную надежность и технический ресурс.

С целью повышения величины выдаваемой мощности, эксплуатационной надежности и технического ресурса генератора путем обеспечения возможности механического регулирования и визуального наблюдения величины воздушного зазора, повышения эффективности охлаждения генератора и расширения функции неподвижного раздвоенного кольцевого магнитопровода якоря для создания многовитковой последовательно-параллельной обмотки якоря предлагается внести следующие изменения в устройстве прототипа, содержащего неподвижный раздвоенный кольцевой магнитопровод якоря с пазами для укладки обмотки якоря, вращающиеся торцовые магнитопроводы индукторов для возбуждения и вентилятор, отличающийся тем, что в схеме возбуждения генератора установлены радиальные электромагниты и круговые электромагниты, при этом вращающиеся на валу ротора генератора торцовые магнитопроводы обоих индукторов вместе с радиальными и круговыми электромагнитами обращены встречно через воздушный промежуток одноименными полюсами к магнитопроводам с обмоткой якоря, что обеспечивает в торцовых магнитопроводах обоих индукторов постоянное наличие остаточного магнетизма, способствующего возбуждению генератора, при этом схема возбуждения снабжена двумя щеточно-контактными узлами, включающими щетками токосъема, и неразрезные контактные кольца, в узле крепления торцовых магнитопроводов обоих индукторов к валу ротора генератора установлены ферромагнитные шайбы для обеспечения возможности механического регулирования величины воздушного зазора, на торцовых участках магнитопроводов обоих индукторов установлены вентиляционные лопасти для повышения эффективности охлаждения генератора, раздвоенный кольцевой магитопровод якоря, к которому через воздушные промежутки обращены одноименными полюсами торцовые магнитопроводы обоих индукторов, образует вместе с якорной обмоткой, уложенной в его аксиальных и коаксиальных пазах, тороидальную катушку с двумя разделенными друг от друга воздушным промежутком кольцевыми магнитопроводами прямоугольного сечения, выполненными в цельном исполнении с перемычкой из ферромагнитного токопроводящего материала, на внешнем диаметре торцовых магнитопроводов якоря для намотки кольцевой обмотки якоря выполнены коаксиальные пазы в двойном исполнении, то есть одни пазы расположены параллельно оси ротора, а другие выполнены с шагом до следующего аксиального паза, при этом магнитопроводы с обмоткой якоря обеспечены электрической изоляцией от корпуса генератора изоляционными прокладками, а раздвоенный кольцевой магнитопровод якоря, в теле магнитопроводов которого образовано множество размещенных по радиусу параллельных ветвей в цепи обмотки якоря, введен в электрическую схему обмотки якоря, выполненной многовитковой в последовательно-параллельном исполнении.

На фиг.1 представлен в продольном разрезе общий вид предлагаемого устройства униполярного бесколлекторного торцового генератора постоянного тока, содержащего неподвижный раздвоенный кольцевой магнитопровод якоря 1 с пазами 18, 18′, 18» (см. также фиг.2) для укладки кольцевой обмотки якоря 2, 11, 12, на валу ротора генератора 7 вращающиеся торцовые магнитопроводы обоих индукторов 3 с радиальными электромагнитами 4 и круговыми электромагнитами 6 с соответствующей ориентировкой их полярности с целью создания замкнутой магнитной цепи. Магнитный поток от северного полюса радиального электромагнита 4 проходит по магнитопроводу якоря 1, пересекает воздушный зазор и по телу ротора уходит к южному полюсу кругового электромагнита 6, затем от северного полюса кругового электромагнита 6 уходит по магнитопроводу индуктора 3 к южному полюсу радиального электромагнита 4 и цепь замыкается (на чертеже она показана пунктирными линиями, а направление потока — указательными стрелками), два щеточно-контактных узла с неподвижными щетками токосъема 15 и вращающимися неразрезными контактными кольцами 16, в узле крепления вращающихся торцовых магнитопроводов обоих индукторов к валу 7 ротора генератора установлены ферромагнитные шайбы 8 для обеспечения возможности механического регулирования величины воздушного зазора, а в корпусе генератора 20 образованы смотровые окна 9, на вращающихся торцовых магнитопроводах обоих индукторов установлены вентиляционные лопасти 5 для повышения эффективности охлаждения генератора, а в боковых подшипниковых щитах 19 образованы вентиляционные прорези 10, перемычка 14 из ферромагнитного токопроводящего материала между разделенными друг от друга воздушным промежутком неподвижными раздвоенными кольцевыми магнитопроводами якоря прямоугольного сечения, выполненными с ней в цельном исполнении, коаксиальные пазы 18′ и 18» (см. фиг.2) на внешнем диаметре неподвижных раздвоенных кольцевых магнитопроводов якоря, для намотки кольцевой обмотки якоря, выполнены в двойном исполнении, то есть одни пазы 18′ расположены параллельно оси ротора, а другие 18» выполнены с шагом до следующего аксиального паза 18 (см. фиг.2), неподвижные раздвоенные кольцевые магнитопроводы якоря 1 с кольцевой обмоткой якоря 2, 11, 12 обеспечены электрической изоляцией от корпуса 20 генератора изоляционными прокладками 13 и введены в электрическую схему обмотки 2, 11, 12 якоря, выполненной многовитковой в последовательно-параллельном исполнении.

На фиг.2 представлен в условно разделенном виде неподвижный раздвоенный кольцевой магнитопровод якоря 1 и многовитковая последовательно-параллельная электрическая схема обмотки якоря 2, 11, 12, так как на чертеже фиг.1 ее изобразить невозможно, аксиальные участки 11, 2 и коаксиальные участки 12, 2 изображены на чертеже линиями, а неподвижный раздвоенный кольцевой магнитопровод якоря 1, к которому через воздушные промежутки обращены одноименными полюсами вращающиеся торцовые магнитопроводы обоих индукторов, образуют вместе с якорной обмоткой 2, 11, 12, уложенной в его аксиальных и коаксиальных пазах 18′, 18», тороидальную катушку с двумя разделенными друг от друга воздушным промежутком, кольцевыми магнитопроводами прямоугольного сечения, выполненными в цельном исполнении с перемычкой 14 из ферромагнитного токопроводящего материала, а тело неподвижного раздвоенного кольцевого магнитопровода якоря 1, в котором образовано множество размещенных по радиусу параллельных ветвей в цепи обмотки якоря, введено в электрическую схему обмотки 2, 11, 12 якоря, выполненной многовитковой в последовательно-параллельном исполнении, а соединительные электрические контакты на чертеже (фиг. 1 и фиг.2) обозначены цифрой 17.

При работе генератора ЭДС в аксиальной части 11 обмотки якоря 2 будет возникать по закону электромагнитной индукции в трактовке М. Фарадея E=BLV, т.е. общеизвестно, что «Принцип действия всех вращающихся электрических машин основан на законе электромагнитной индукции E=BLV и законе электромагнитных механических сил (Закон Ампера) F=BLI.» (см. А.А.Глебович, Л.П.Шичков. Электрические машины и основы электропривода. Москва, ВО «Агропромиздат», 1989 г. стр.4). Возникновение ЭДС в аксиально уложенных участках 11 обмотки якоря 2 будет обусловлено разной окружной линейной скоростью пересечения поверхностей проводников, хоть и не изменяемым магнитным потоком, но с разной скоростью, т.к. точки поверхности проводников, находящихся ближе к оси вала генератора, будут пересекаться магнитным потоком с меньшей скоростью, чем в точках поверхностей этих же проводников, находящихся в удалении от оси ротора, тогда E=BL(V₂-V₁), т.к. V₂ всегда будет больше V₁, то и ЭДС не будет равна нулю. Такое положение в участках 12 обмотки якоря 2, уложенных коаксиально, по внутреннему диаметру неподвижного раздвоенного кольцевого магтатопровода якоря не проявляется, т.к. они пересекаются неизменяемым магнитным потоком и при равной окружной линейной скорости во всех точках поверхности проводника, а сама поверхность этих проводников становится эквипотенциальной, т.е. поверхностью равного потенциала U(XYZ)=Const. Вдоль любой линии на этой поверхности имеем: Следовательно: E=BL(V₂-V₁)=0, т.к. V₂=V₁ (см. Л.Р.Нейман и П.А.Калантаров, ТОЭ, ч.1, Москва-Ленинград, ГЭИ, 1959 г., стр.40 и 90). Совершенно другая картина обнаруживается, если мы рассмотрим положение с коаксиальными участками 12 обмотки 2, расположенными в коаксиальных пазах по внешнему диаметру неподвижного раздвоенного кольцевого магнитопровода якоря, т.к. они расположены в продольной линии магнитного потока индукторов, т.е. силовые линии проходят вдоль оси соединительных проводников и не будут пересекать их в поперечном направлении, тогда выражение E=BL(V₂-V₁)=0, т. к. V₂=0 и V₁=0.

Известно, что при движении проводника вдоль линий магнитного поля ЭДС не образуется (см. П.Г.Федосеев. Электротехника, М.: Искусство, 1953 г., стр.168).

Предлагаемое устройство генератора является торцовым, одноименнополюсным, т.е. униполярным и работает на принципе униполярной индукции — «Возникновение ЭДС индукции в намагниченном теле, движущемся под некоторым углом к оси намагничивания», т.е. E=BLVSinα, но в предлагаемом устройстве генератора пересечение магнитным потоком поверхности проводников обмотки якоря происходит под прямым углом, тогда Sinα будет равен единице или E=BLVSin90°=BLV (см. П.Г.Федосеев. Электротехника. М., Искусство, 1953 г., стр.208) (см. Москва, Издательство «Большая Российская Энциклопедия», 1998 г., стр.1251). Характерной особенностью нового устройства униполярного генератора постоянного тока (см. патенты № 2031517, 2044386, 2095924 и 2124799) является то, что благодаря его постоянной одноименнополюсности в процессе его работы, будет обеспечиваться постоянное наличие остаточного магнетизма в ферромагнитных магнитопроводах якоря и индукторов, что будет способствовать возбуждению, т. е. если выключить электрический ток в обмотке электромагнитов, которые имеют ферромагнитные сердечники, то их намагничивание останавливается, но сердечники не теряют полностью магнитные свойства — это явление называется остаточным магнитизмом, которое при очередном включении тока увеличивает магнитную насыщаемость, что при одноименнополюсности генератора способствует его возбуждению (см. П.Г.Федосеев. Электротехника. Издание М.: «Искусство», 1953 г., стр.162). «Магнитная индукция, сохраняющаяся в ферромагнетике после снятия поля (когда Н=0), называется остаточной магнитной индукцией» (см. Н.И.Кошкин, М.Г.Ширкевич. Справочник по элементарной физике. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1988 г., стр.142).

Фактически устройство генератора с независимым возбуждением представлено двумя генераторами, работающими на одну обмотку якоря. Это видно по тому, что имеются два индуктора, два щеточно-контактных узла с щетками токосъема и неразрезными контактными кольцами в схеме возбуждения. Кольцевая обмотка якоря неподвижна. Постоянный электрический ток образуется без средств коммутации и при отсутствии щеточно-контактных узлов в обмотке якоря. Встречное направление магнитных потоков от индукторов не имеет отрицательных последствий, т.к. магнитные цепи индукторов разделены воздушным промежутком. Кроме того, прямое противостояние в пространстве одноименных полюсов электромагнитов от обоих индукторов исключено, т.к. они располагаются со смещением в пространстве друг относительно друга.

Генератор может быть изготовлен при современном уровне электромашиностроения мощностью до 10 тыс. кВт и напряжением 10 кВ. Расширяется область использования машины как в качестве генератора, так и в качестве двигателя в промышленности, а именно в электрифицированном транспорте, электроснабжении компьютерной и электронной аппаратуры, для электросварки, электролиза, зарядки аккумуляторных батарей, производства электроэнергии на электростанциях, в ветроустановках, а также для дальних электропередач больших мощностей на постоянном токе с высоким технико-экономическим эффектом, так как исключается строительство повышающих напряжение подстанций и дорогостоящих преобразующих устройств для перевода переменного тока в постоянный. В пунктах приема будут широко использоваться известные делители напряжения (см. Москва, научное издательство «Большая Российская Энциклопедия», 1998 г., стр.339) или «инверторные устройства» (см. там же на стр.445) Известно, что передачу электроэнергии на постоянном токе при том же уровне напряжения можно осуществить в 1,5 раза большей мощностью, чем на переменном токе (см. К. Баудиш Передача энергии постоянным током высокого напряжения». М.-Л.: Госэнергоиздат, 1958 г., стр.216). Устройство униполярного бесколлекторного торцового генератора постоянного тока работает следующим образом: при вращении вала генератора 7 радиальные электромагниты 4 и круговые электромагниты 6, запитанные от внешней сети постоянного тока, возбуждают напряжение в обмотке якоря, и с набором оборотов генератор переходит из пускового режима в рабочий режим. В качестве первичного двигателя может быть использована энергия воды, ветра, двигатель внутреннего сгорания, электродвигатель.

1. Униполярный бесколлекторный торцовый генератор постоянного тока, содержащий неподвижный раздвоенный кольцевой магнитопровод якоря с пазами для укладки обмотки якоря, вращающиеся торцовые магнитопроводы индукторов для возбуждения и вентилятор, отличающийся тем, что в схеме возбуждения генератора установлены радиальные электромагниты и круговые электромагниты, при этом вращающиеся на валу ротора генератора торцовые магнитопроводы обоих индукторов вместе с радиальными и круговыми электромагнитами обращены встречно через воздушный промежуток одноименными полюсами к магнитопроводам с обмоткой якоря, что обеспечивает в торцовых магнитопроводах обоих индукторов постоянное наличие остаточного магнетизма, способствующего возбуждению генератора, при этом схема возбуждения снабжена двумя щеточно-контактными узлами, включающими щетки токосъема и неразрезные контактные кольца.

2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что в узле крепления торцовых магнитопроводов обоих индукторов к валу генератора установлены ферромагнитные шайбы для обеспечения возможности механического регулирования величины воздушного зазора.

3. Генератор по п.1, отличающийся тем, что на торцовых участках магнитопроводов обоих индукторов установлены вентиляционные лопасти для повышения эффективности охлаждения генератора.

4. Генератор по п.1, отличающийся тем, что раздвоенный кольцевой магнитопровод якоря, к которому через воздушные промежутки обращены одноименными полюсами торцовые магнитопроводы обоих индукторов, образует вместе с якорной обмоткой, уложенной в его аксиальных и коаксиальных пазах, тороидальную катушку с двумя разделенными друг от друга воздушным промежутком кольцевыми магнитопроводами прямоугольного сечения, выполненными в цельном исполнении с перемычкой из ферромагнитного токопроводящего материала, на внешнем диаметре торцовых магнитопроводов индукторов для намотки кольцевой обмотки якоря выполнены коаксиальные пазы в двойном исполнении, то есть одни пазы расположены параллельно оси ротора, а другие выполнены с шагом до следующего аксиального паза, при этом магнитопроводы с обмоткой якоря обеспечены электрической изоляцией от корпуса генератора изоляционными прокладками, а раздвоенный кольцевой магнитопровод якоря, в теле магнитопроводов которого образовано множество размещенных по радиусу параллельных ветвей в цепи обмотки якоря, введен в электрическую схему обмотки якоря, выполненной многовитковой в последовательно-параллельном исполнении.

Основы проводки

: однополярный и биполярный

Простой способ изменить характеристики скорости и крутящего момента шагового двигателя — подключить его к другому типу драйвера или изменить конфигурацию его проводки. Однако это еще не все. Знание плюсов и минусов между «униполярным» и «биполярным» может улучшить или испортить производительность вашего шагового двигателя.

Давайте посмотрим на эти две разные кривые скорость-крутящий момент. Эти кривые фактически генерируются одним и тем же «базовым» двигателем, но с разными драйверами. Обратите внимание, как меняются характеристики скорости и крутящего момента. СОВЕТ: выберите определенную скорость, затем сравните крутящий момент на этой скорости.

 

Шаговый двигатель NEMA 23 с биполярным драйвером	Шаговый двигатель NEMA 23 с униполярным драйвером

 

Кривая скорости и крутящего момента отображает рабочие характеристики шагового двигателя с заданным набором напряжения, тока и типа драйвера и используется для определения того, будет ли двигатель соответствовать требованиям к крутящему моменту и скорости для приложения. На форму кривой скорости и крутящего момента влияют электрические характеристики двигателя, такие как ток или индуктивность.

 

ОБЗОР: Как создается крутящий момент?

Во-первых, давайте начнем с самого начала и рассмотрим, как генерируется крутящий момент шагового двигателя. Мы знаем, что крутящий момент пропорционален произведению управляющего тока и числа витков обмотки (катушки). При большем числе оборотов крутящий момент выше, но крутящий момент на высокой скорости приносится в жертву, тем самым ограничивая максимальную скорость, с которой шаговый двигатель может эффективно работать. При меньшем числе оборотов крутящий момент уменьшается на более низких скоростях, но сохраняется до более высоких скоростей.

Давайте посмотрим на формулу крутящего момента.

 

 

Вот как ток влияет на кривую скорости вращения шагового двигателя.

 

 

Вот как количество витков обмотки влияет на кривую скорости вращения шагового двигателя.

 

 

Но… что, если вы не можете изменить ток обмотки или число витков?

N (количество витков обмотки) и I (ток) обычно указываются и не могут быть изменены, так что еще вы можете сделать, чтобы изменить кривую скорости вращения? Если у вас есть как минимум 6 проводов от вашего шагового двигателя, ответом будет рассмотрение «униполярной» и «биполярной» конфигурации проводки.

 

Что означает «униполярный» и «биполярный»?

Теперь давайте посмотрим на слова «униполярный» и «биполярный». Что именно означают эти слова?

Термины «униполярный» и «биполярный» произошли от типа драйверов, используемых для управления шаговыми двигателями. Проще говоря, «уни» в униполярном означает «один», а «би» в биполярном означает «два». «Полярный» означает электрическую и магнитную полярность (к вашему сведению: направление тока определяет полярность).

 

Основное различие между «униполярными» и «биполярными» шаговыми двигателями заключается в центральном ответвлении провода, которое разделяет полные витки обмотки пополам. Это можно сделать с помощью одного или двух проводов. Если вы удалите центральный ответвитель, то он станет биполярным последовательным соединением.

 

Основное различие между «униполярными» драйверами и «биполярными» заключается в их способности передавать ток. Способность драйвера подавать ток в одном или обоих направлениях напрямую зависит от количества транзисторов, используемых драйвером. Биполярный драйвер потребует вдвое большего количества транзисторов, чем однополярный драйвер, чтобы управлять током, протекающим в обоих направлениях.

 

СОВЕТ : Разъяснение между «Биполярный», «Биполярный-серийный», «Биполярный-параллельный» и т. д.

Сам по себе двигатель не является униполярным или биполярным, но производители могут классифицировать шаговые двигатели как «униполярные» или «биполярные» в зависимости от количества подводящих проводов. Следовательно, шестипроводной шаговый двигатель можно классифицировать как «униполярный» двигатель, а четырехпроводной шаговый двигатель можно классифицировать как «биполярный». Однако помните, что «униполярный» двигатель всегда можно преобразовать в «биполярный». В то время как термины «униполярный» и «биполярный» относятся к типу используемого привода, «униполярный», «биполярный-последовательный» и «биполярный-параллельный» используются для описания проводки между двигателем и приводом. Подробнее об этом позже.

 

При переходе от однополюсного к двухполюсному или наоборот мы фактически изменяем электрические характеристики обмотки внутри двигателя, такие как напряжение, сопротивление и индуктивность, а также характеристики крутящего момента. Производители двигателей часто указывают разные наборы спецификаций для одного и того же двигателя в зависимости от типа соединения. Различные варианты обмотки предлагаются для шаговых двигателей с одинаковым типоразмером корпуса и длиной пакета для обеспечения гибкости.

 

Предлагаются различные обмотки для шаговых двигателей NEMA 23 (2,22″/56,4 мм), короткая длина корпуса

 

Как видно выше, гибкость соединений увеличивается с увеличением количества проводов. Шесть проводов двигатель может быть подключен униполярно или биполярно последовательно. Восьмипроводной двигатель может быть подключен униполярно, биполярно последовательно или биполярно параллельно. имеет четыре клеммы для подключения четырех, шести или восьми проводов от двигателя.0003

Хотя подключение четырехпроводного биполярного шагового двигателя к четырехконтактному биполярному драйверу довольно простое, вам действительно нужно знать, что вы делаете, чтобы подключить шести- или восьмипроводной биполярный шаговый двигатель к биполярному драйверу.

Не волнуйся. В конце этого поста мы поделимся шпаргалкой по подключению шагового двигателя, чтобы упростить задачу.

 

СОВЕТ . Можно ли использовать спецификацию максимального удерживающего момента для расчета шагового двигателя?

Поскольку максимальный удерживающий момент представляет собой выходной момент шагового двигателя при нулевой или очень низкой скорости, его не рекомендуется использовать для расчета двигателя. Он используется для указания максимального крутящего момента, который может быть создан двигателем при полном номинальном токе.

 

 

Каковы все возможные способы подключения?

Существует только один способ подключения шестипроводного униполярного шагового двигателя к шестиконтактному униполярному приводу, но существует несколько способов подключения шагового двигателя к биполярному приводу в зависимости от количества проводов и желаемой производительности. В то время как униполярные драйверы более экономичны, биполярные драйверы обеспечивают большую гибкость и позволяют несколькими способами подключать четырех-, шести- и восьмипроводные шаговые двигатели.

Конфигурации биполярной проводки разделены на биполярную последовательную, биполярную параллельную и биполярную полуобмотку.

• Однополярный (6 или 8 проводов)
• Биполярная серия (4, 6 или 8 проводов)
• Биполярно-параллельный (4 или 8 проводов)
• Биполярная полукатушка (6 или 8 проводов)

На приведенных ниже принципиальных схемах показаны как обмотка двигателя, так и транзисторная схема драйвера.

 

Униполярная и биполярная полукатушка

 

 

Для униполярной и биполярной половинной катушки мы фактически разделяем полную катушку и используем половину обмотки за раз. При этом мы используем меньше витков обмотки, поэтому двигатель не будет развивать большой крутящий момент. Поскольку индуктивность остается низкой, крутящий момент может поддерживаться до более высоких скоростей.

 

Биполярная серия

 

 

Для биполярной серии мы используем полную катушку (обмотку). При использовании всей обмотки двигатель будет выдавать больший крутящий момент по сравнению с однополярным. Однако индуктивность также увеличивается в четыре раза, поэтому крутящий момент быстро падает на более высоких скоростях.

 

Биполярно-параллельный

 

 

Для достижения наилучших характеристик скорости и крутящего момента рекомендуется биполярно-параллельный. В этой конфигурации проводки также используется полная катушка, поэтому крутящий момент увеличивается примерно на 40% по сравнению с однополярным. Индуктивность также остается низкой, что позволяет поддерживать крутящий момент вплоть до более высоких скоростей. Однако мы должны увеличить ток примерно на 40%, чтобы получить эти преимущества.

Изменения в характеристиках приведены ниже.

Соединения	Сопротивление	Индуктивность	Текущий	Напряжение	Удерживающий момент
	(Ом)	(мГн)	(А)	(В)	(унция дюйм)
Однополярный	Н/Д	Н/Д	Н/Д	Н/Д	Н/Д
Биполярная серия	Однополярный X 2	Однополярный X 4	Однополярный X 0,707	Однополярный X 1. 414	Однополярный X 1.414
Биполярный Полукатушка	То же, что и униполярный	То же, что и униполярный	То же, что и униполярный	То же, что и униполярный	То же, что и Unipolar
Биполярный параллельный	Однополярный X 0,5	То же, что и униполярный	Однополярный X 1.414	Однополярный X 0,707	Однополярный X 1.414

 

При биполярно-параллельном соединении мы имеем низкую индуктивность при высоком токе и низком напряжении, что является хорошей комбинацией для достижения наилучших общих характеристик крутящего момента.

 

Как вы подключаете однополярную или биполярную последовательную, биполярно-параллельную или биполярную полукатушку?

Быстрым ответом было бы следовать правильным схемам подключения двигателя. Сначала решите, какие конфигурации подключения возможны для вашего шагового двигателя, а затем найдите правильную схему подключения.

На приведенных ниже схемах показаны схемы внутренних обмоток шаговых двигателей с разным количеством выводов. Отслеживая текущий поток, вы можете визуализировать, какая часть обмотки используется. Если есть интерес к этому, пожалуйста, прокомментируйте.

 

4 провода

5 проводов

6 проводов

8 проводов

 

СОВЕТ : Четырехпроводные шаговые двигатели

Четырехпроводные шаговые двигатели могут быть намотаны как биполярно-последовательно, так и биполярно-параллельно внутри. Производители двигателей иногда не указывают, наматывается ли четырехпроводной двигатель для биполярного последовательного или биполярно-параллельного соединения. Тем не менее, отрасль движется к биполярно-параллельному стандарту для параллельных соединений из-за его преимуществ в производительности. Еще одним фактором является снижение стоимости драйвера.

 

Здесь мы покажем, как управлять конфигурацией проводки из стандартных подключений.

 

 

Например, чтобы подключить шаговый двигатель с восемью выводами к биполярному приводу с биполярно-параллельной конфигурацией проводки, вы должны соединить эти провода вместе, а затем подключить к соответствующим клеммам:

• Подключите черный и оранжевый к клемме А 
• Подсоедините желтый/зеленый к клемме A-
• Подсоедините красный/коричневый к клемме B
• Подключите белый/синий к клемме B-

 

СОВЕТ : Большая тройка проводки шагового двигателя

Для успешной системы шагового двигателя требуются три компонента:

 

Какой метод подключения лучше?

Это вопрос с подвохом. Ответ: это действительно зависит от вашего приложения. Тип конфигурации проводки обычно включается в расчет двигателя на этапе проектирования машины. Эти трюки с проводкой также позволяют повторно использовать один и тот же двигатель для разных целей.

Например, если вы используете настройку униполярного шагового двигателя и хотите увеличить его низкоскоростной крутящий момент для другого применения, стоит изучить конфигурацию биполярной последовательной проводки, чтобы сохранить тот же размер двигателя. Для наилучшего сочетания скорости и крутящего момента попробуйте биполярно-параллельный. Однако он требует большего тока от драйвера. Помните, что это также зависит от того, какой у вас тип драйвера и какой ток он может выдавать.

Здесь показаны различия в характеристиках двигателя с перекрытием каждой отдельной кривой скорости-крутящего момента. Легко увидеть, как биполярно-параллельный (или параллельный биполярный) режим работает лучше всего.

 

 

Резюме

Подключая один и тот же шаговый двигатель по-разному, вы можете изменить электрические характеристики его обмотки и, в свою очередь, изменить рабочие характеристики того же двигателя, чтобы он лучше подходил для конкретного применения. Однако вам нужно знать, что вы делаете.

Биполярно-параллельные шаговые двигатели становятся все более популярными из-за снижения стоимости компонентов схемы драйвера. Чтобы упростить проводку, Oriental Motor имеет внутреннюю обмотку, поэтому для подключения требуется только четыре провода. Для каждого размера рамы и длины пакета предлагается несколько вариантов обмотки, что обеспечивает максимальную гибкость при интеграции в различные электрические конструкции драйверов.

При работе с шаговыми двигателями лучше убедиться, что вся команда находится на одной странице с конфигурацией проводки. Вы можете выбрать и купить правильный двигатель, но неправильная его проводка создаст как минимум некоторую путаницу.

Вот памятка, которая поможет вам при работе с униполярными и биполярными шаговыми двигателями. Не стесняйтесь добавить в закладки, если это поможет.

 

Пожалуйста, подпишитесь, если хотите получать уведомления о будущих сообщениях.

 

Однооборотные энкодеры

и многооборотные энкодеры

Применение однооборотных энкодеров

Однооборотные энкодеры идеально подходят для приложений, измеряющих угол поворота менее 360°, таких как измерение точки поворота угла или измерение частичных оборотов вала. Например, однооборотный энкодер можно использовать для измерения точки поворота двери или ворот, чтобы определить угол открытия. Однооборотный энкодер также может использоваться для измерения точки поворота вращающейся антенны для определения ее угла.

Однооборотные абсолютные энкодеры также обычно используются в серводвигателях с постоянными магнитами для определения положения статора двигателя относительно ротора при запуске для улучшения управления крутящим моментом. Хотя двигатель совершает несколько оборотов, во многих приложениях требуется отслеживать не общее количество оборотов, а только положение в пределах одного оборота.

Применение многооборотных энкодеров

Многооборотные энкодеры идеально подходят для измерения как угла поворота, так и общего числа оборотов. Они также идеально подходят для измерения длинных линейных перемещений, когда использование линейного энкодера невозможно или экономически невыгодно или когда точка поворота недоступна. Например, отслеживание движения по окружности большой спутниковой антенны, измерение вращения контактного кольца или измерение перемещения системы каротажа скважин.

Многооборотные энкодеры также идеально подходят для обратной связи серводвигателей, когда в приложении используются скоординированные оси со смещением. С однооборотным энкодером смещения будут потеряны, когда система потеряет питание, и систему необходимо будет вернуть в исходное положение. Хотя резервный аккумулятор может помочь предотвратить это, система все равно потеряет свое положение, если она механически перемещается при отключенном питании (например, если оператор вручную перемещает устройство). С помощью многооборотного энкодера положение смещения можно запрограммировать в логике станка.

Например, если производственная система полупроводников теряет питание при обработке большой пластины, перемещение устройства и возврат в исходное положение в пределах нанометра практически невозможно и может привести к тому, что вся пластина будет утилизирована. Поэтому в подобных приложениях используются многооборотные энкодеры, которые позволяют механически сохранять положение на энкодере в случае потери питания.

Технология многооборотного энкодера

Существует 3 основных типа технологии многооборотного энкодера:

Инкрементальный многооборотный энкодер

Некоторые инкрементальные энкодеры включают в свой кодовый диск специальный канал, известный как индексный канал или Z-канал. Это отдельный канал с одной непрозрачной областью. Каждый раз, когда кодовый диск совершает полный оборот, Z-канал генерирует одиночный импульс. Считывающее устройство может использовать этот импульс для подсчета количества полных оборотов, которые делает нагрузка, и использовать прямой/обратный счет для отслеживания неполных оборотов.

Количество полных оборотов, которое может отслеживать многооборотный инкрементальный энкодер, ограничено только возможностями обработки и хранения считывающего устройства, которое обычно представляет собой микропроцессор. Основным недостатком инкрементного многооборотного энкодера является то, что он теряет всю информацию при отключении питания. Чтобы преодолеть это ограничение, можно использовать резервную батарею, позволяющую сохранять данные. Однако, если система перемещается механически после отключения питания, систему необходимо будет вернуть в исходное положение, если только на стороне энкодера нет резервного аккумулятора и счетчика.

Абсолютный многооборотный энкодер с редуктором

Простейшая версия многооборотного абсолютного энкодера включает два диска: один для контроля ±360° и второй кодовый диск для контроля полных оборотов первичного кодового диска. Они соединены сложной системой зубчатых передач, которая индексирует вторичный диск при каждом полном обороте первичного диска.

Это может привести к созданию системы, способной отслеживать значительное количество движений. Например, сочетание 10-битного первичного диска и 10-битного вторичного диска дает систему, способную выполнять 1024 поворотных положения и 1024 полных оборота.