Продольная составляющая НС ротора

, (5.2.9)

где

E1m – действующее значение ЭДС в выходной обмотке в случае, когда вектор НС совпадает с осью этой обмотки.

Обычно удобнее иметь при согласованном положении приемника и датчика нулевой сигнал. Поэтому ротор и статор сельсина приемника при согласованном положении ведущей и ведомой осей предварительно смещают на 900 относительно ротора или статора сельсина – датчика. В этом случае выходной сигнал изменяется по закону

(5.2.10)

При выборе сельсина, предназначенного для трансформаторного режима работы, важно знать величину удельного выходного напряжения, т.е. величину Uвых, приходящую на 10 угла рассогласования:

(5.2.11)

Эта величина обычно приводится в паспорте сельсина. Для того, чтобы зависимость выходного сигнала Uвых от угла рассогласования

была по возможности близкой к синусоидальной, сельсины, предназначенные для работы в трансформаторном режиме, выполняют с неявно выраженными полюсами. Этим достигается существенное уменьшение высших гармоник в кривой ЭДС и повышение точности при передаче угла.

Индикаторные режимы работы однофазных сельсинов. В этом режиме на валу сельсина – приемника имеется незначительный момент сопротивления, поэтому для поворота ротора приемника вслед за поворотом ротора датчика требуется небольшой вращающий момент, который может быть получен от самого сельсина – приемника без дополнительных усилительных устройств.

Схема включения сельсинов для индикаторного режима имеет вид (рис. 5.11):

Рис. 5.11. Схема включения сельсинов при работе их в индикаторном режиме.

Пульсирующие магнитные потоки, создаваемые обмотками возбуждения датчика и приемника, индуктируют в трех фазах обмоток синхронизации ЭДС. Если между роторами датчика и приемника имеется некоторый угол рассогласования

, то по обмоткам синхронизации будут протекать токи, которые, взаимодействуя с потоком возбуждения, создают в датчике и приемнике синхронизирующие моменты.
Эти моменты имеют противоположные направления и стремятся свести к нулю угол рассогласования. Обычно ротор датчика заторможен, поэтому его синхронизирующий момент воспринимается механизмом, поворачивающим ведущую ось О1; синхронизирующий же момент приемника поворачивает его ротор в ту же сторону и на тот же угол, на который поворачивается ротор датчика.

В трех фазах обмотки синхронизации датчика потока возбуждения Фв индуцирует ЭДС:

(5.2.12)

Так как обмотка возбуждения приемника присоединена к той же сети однофазного тока, то в фазах его обмотки синхронизации будет индуцироваться ЭДС:

(5.2.13)

В виду того, что ЭДС в одноименных фазах датчика и приемника направлены по контуру, образованному проводами линии связи, встречно, токи в фазах датчика и приемника:

(5.2.14)

Представим ток в фазах обмоток синхронизации в виде двух составляющих:

(5.2.15)

где составляющая со «штрихом» обусловлены наличием ЭДС EД в обмотках датчика, а «два штриха» – ЭДС En в обмотках приемника. Это позволяет при определение НС в датчике и приемнике воспользоваться результатами, полученными для дифференциального режима работы сельсинов.

Составляющие токов

создают в датчике НС

, (5.2.16)

направленную по продольной оси, а в приемнике НС-

, (5.2.17)

продольная и поперечная составляющие которой равны

(5.2.18)

Составляющие же токов

создают в приемнике НС

, (5.2.19)

направленную по продольной оси, а в датчике НС

,продольная и поперечная составляющая которой равны:

(5.2.20)

.

Рис. 5.12. Составляющие векторов НС ротора FД и FП в датчике (а) и в приемнике (б), обусловленные действием ЭДС ЕД и ЕП.

При этом результирующие НС (рис. 5.12) будeт иметь следующие составляющие:

В датчике

; (5.2.21)

в приемнике

(5.2.22)

При

=0 НС в датчике и приемнике будут равны нулю, т. к. ЭДС в фазах обмоток синхронизации датчика и приемника взаимно компенсируется и ток в этих фазах отсутствует.

При наличии угла рассогласования появляются токи и НС ротора, величины которых в датчике и приемнике одинаковы:

(5.2.23)

.

Рис. 5.13. Положение векторов НС ротора FД и FП в датчике (а) и в приемнике (б) при повороте ротора датчика на угол

.

На рис. 5.13 показаны токи и НС датчика и приемника при угле рассогласования датчика

=600 и приемника-

=00. НС ротора датчика FД смещается относительно поперечной оси в сторону поворота датчика на угол

. В приемнике НС Fn смещается на такой же угол

, но в обратном направлении, и поперечная составляющая Fnq направлена противоположно поперечной составляющей FДq НС ротора датчика.

Продольные составляющие FДd и Fnd НС ротора датчика и приемника создают в обеих обмотках возбуждения компенсационные токи (аналогично трансформатору), НС которых компенсирует действие НС FДd и Fnd. Поперечные же составляющие FДq и Fnq, оставшиеся нескомпенсированными, взаимодействуют с потоком статора, создавая в датчике и приемнике синхронизирующие моменты.

.

Рис. 5.14. Векторная диаграмма для ротора сельсина-приемника.

Векторная диаграмма для ротора сельсина (рис. 5.14) подобна векторной диаграмме для ротора асинхронного двигателя. Поперечная составляющая

НС ротора совпадает по фазе с током ротора

и отстает от вектора потока возбуждения

на угол y=900+j.

Величину и направление синхронизирующего момента можно определить также, как и в обычной асинхронной машине, считая, что момент создается активной составляющей ротора. Это наглядно показано на рис. 5.15,

Рис. 5.15. Схема возникновения синхронизирующего момента в датчике (а) и в приемнике (б).

где крестиками и точками показано направление составляющих тока ротора, соответствующих некомпенсированным поперечным НС FДq и Fnq. Из рис. 5.15 следует, что синхронизирующие моменты в датчике и приемнике направлены в противоположные стороны и стремятся повернуть оба ротора в согласованное положение. На ротор датчика действует момент Мc.Д., стремящийся возвратить ротор в исходное положение, а на ротор приемника - момент Мc.n, увлекающий его в сторону поворота ротора датчика.

Мгновенное значение синхронизирующего момента:

(5.2.24)

где С и С1 – постоянные.

Следовательно, при заданном угле рассогласования

синхронизирующий момент изменится в соответствии с изменением угла wt.

Среднее значение синхронизирующего момента:

(5.2.25)

Принимая sinj=const и обозначая

,получим

. (5.2.26)

Таким образом, средняя величина синхронизирующего момента пропорциональна синусу угла рассогласования. Для того, чтобы сельсины обладали свойством самосинхронизации в пределах одного оборота, их обычно выполняют двухполюсными так, что геометрический угол поворота ротора

соответствует «электрическому» углу.

Из рис. 5.16а, следует, что синхронизирующий момент равен нулю при углах рассогласования

=0 и

=180, т. е. рассматриваемая система передачи угла на сельсинах имеет в пределах одного оборота две точки согласованного положения ротора датчика и приемника. Однако, в действительности согласованное положение соответствует

=0, т.к. при

=1800 имеет место неустойчивое равновесие: при малейшем отклонении ротора в ту или иную сторону от этой точки возникает синхронизирующий момент стремящийся ликвидировать угол рассогласования

и сделать его равным нулю.

Рис. 5.16. Зависимости синхронизирующего момента от угла рассогласования в сельсинах с неявновыраженными (а) и явновыраженными (б) полюсами

Величина максимального синхронизирующего момента Mm зависит от произведения

F2m sinj. Так как

, то момент

                                              (5.2.27)

где

         A и B – постоянные;

         UB – напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения сельсинов.

         Z2,r2 и x2 – суммарное, активное и индуктивное сопротивления последовательно включенных фаз датчика и приемника (для сельсинов с явновыраженными полюсами (рис. 5.16б) берут значения Z2 и x2 приведенные к поперечной оси сельсина).

Взяв производную момента Mm по x2 и прировняв её нулю, можно определить значение x2, при котором этот момент имеет наибольшую величину:

,

отсюда x2= r2.

Таким образом, для получения наибольшей величины Mm необходимо иметь равные индуктивное и активное сопротивления ротора сельсина.

Важной характеристикой сельсина является удельный синхронизирующий момент (момент, приходящийся на 10 угла рассогласования).

(5.2.28)

Часто этим термином обозначают также крутизну S нарастания синхронизирующего момента в начальной части характеристики M=¦(

), т.е.

. (5.2.29)

Момент

представляет собой тангенс угла наклона b характеристики M=¦(

) в её начальной части. Чем больше величина

, тем при меньшем угле рассогласования

будет преодолен момент от сил трения, действующих на ротор и, следовательно, тем меньшей будет статическая погрешность сельсина.

Для увеличения удельного синхронизирующего момента при малых углах рассогласования сельсины, предназначенные для работы в индикаторном режиме, выполняются, как правило, с сосредоточенной обмоткой возбуждения и явно выраженными полюсами на статоре.

Благодаря этому появляется дополнительный реактивный момент Мр, который усиливает результирующий удельный синхронизирующий момент примерно на 10..20 %.

Возникновение реактивного момента можно объяснить притяжением ротора, являющегося электромагнитом, к выступающим полюсам статора (рис. 5.17).

.

Рис. 5.17. Схема возникновения реактивного момента.

Погрешность в сельсинах. Погрешность при работе сельсинов в индикаторном и трансформаторном режимах вызываются электрической, магнитной и механической асимметрией датчика и приемника, обусловленными технологическими причинами, влиянием высших гармоник в кривой НС ротора, влиянием сопротивления линии связи, изменением напряжения питающей сети и др. Кроме того, при работе сельсинов в трансформаторном режиме погрешность в работе сельсинов может быть вызвана тормозным моментом на валу приемника.

Устранить технологические погрешности можно, обеспечив высокую точность штамповки листов ротора и статора и сборки их пакетов, строгую концентричность цилиндрических поверхностей ротора и статора (равномерность воздушного зазора, тщательную балансировку ротора и пр.). Уменьшить высшие гармоники в кривой НС ротора можно применением синусных (точных) обмоток. При работе сельсинов в трансформаторном режиме весьма важно, чтобы при

=0 было мало остаточное напряжение в выходной обмотке (нулевой сигнал). В современных сельсинах благодаря высокому качеству изготовления и использованию точных обмоток удается уменьшить нулевой сигнал до 0,2..0,3%.

В тех случаях, когда датчик удален на значительное расстояние от приемника, сопротивление линии связи становится соизмеримым с собственным сопротивлением обмоток синхронизации. Это приводит к уменьшению тока в обмотках синхронизации датчика и приемника, вследствие чего уменьшается выходное напряжение

приемника при работе сельсинов в трансформаторном режиме и величина синхронизирующего момента Мс при работе в индикаторном режиме. Аналогично влияет и падение напряжения в скользящих контактах.

Для уменьшения влияния контактов на работу сельсинов и снижения трения в их подвижных частях стремятся по возможности уменьшить число скользящих контактов.

С этой целью обмотку синхронизации, в большинстве случаев, располагают на статоре, а возбуждения – на роторе. Тогда изменение переходного сопротивления контактов мало сказывается на точности работы системы передачи угла; выход их из строя не приводит к полному нарушению работы системы (в этом случае сельсин – приемник работает как синхронный реактивный двигатель). Недостатком сельсинов с обмоткой возбуждения на роторе является то, что ток через скользящие контакты проходит у них постоянно, в то время как у сельсинов с обмоткой возбуждения на статоре контакты пропускают ток только в момент отработки угла. Однако токи возбуждения сельсинов обычно малы, поэтому надежность работы сельсинов с обмоткой возбуждения на роторе будет значительно выше, чем при расположении её на статоре.

Если сельсины работают в индикаторном режиме, то при значительных расстояниях между датчиком и приемником напряжение, подводимые к их обмоткам возбуждения, могут несколько отличаться по величине и фазе. В этом случае даже при согласованном положении роторов датчика и приемника по обмоткам синхронизации будет проходить ток и возникает определенная погрешность. Для её устранения в цепь возбуждения одной из машин включают дополнительное активно-индуктивное сопротивление, с помощью которого выравнивают по величине и фазе напряжения, подводимые к обмотке возбуждения.

При работе сельсинов в трансформаторном режиме выходная обмотка приемника обычно включается на высокоомный вход усилителя. В этом случае ток в обмотке очень мал и можно сказать, что Uвых@Eвых. Однако, если сопротивление нагрузки Zн не очень велико, то ток нагрузки

создает определенную погрешность. Так как

, (5.2.30)

где

Z1 – сопротивление обмотки статора, то выходное напряжение

; (5.2.31)

Таким образом, с увеличением нагрузки выходное напряжение (при одном и том же угле рассогласования) уменьшается. Кроме того, при большой нагрузке возникает реакция выходной обмотки, приводящая к таким же искажениям зависимости Uвых=¦(

), как и в поворотных трансформаторах.

При работе сельсинов в индикаторном режиме тормозной момент на валу приемника создает довольно существенную погрешность. Так как тормозной момент, создаваемый нагрузкой, в рассматриваемом режиме обычно весьма мал; основное влияние на точность передачи угла оказывает трение в подшипниках приемника и трение щеток о контактные кольца. Погрешность, вызванная моментом трения Мтр сельсина – приемника, характеризует его зону нечувствительности D

тр, в пределах которой ротор приемника может занимать любое положение при одном и том же положении датчика.

Величина этой зоны определяется отношением

; (5.2.32)

чем больше величина

, тем при меньшем угле рассогласования будет преодолен момент трения Мтр и тем меньше будет погрешность в передаче угла. При работе сельсинов в трансформаторном режиме момент трения, приложенный к ведомой оси, не оказывает влияния на точность передачи угла, так как этот момент воспринимается исполнительным двигателем.

Ток в фазе ротора при индивидуальном питании от датчика одного приемника

, (5.2.33)

а при групповом питании нескольких приемников

. (5.2.34)

Так как максимальный синхронизирующий момент пропорционален НС

, то есть току, протекающему по обмотке ротора, то при питании нескольких приемников от одного датчика максимальный момент приемника уменьшается в отношении

(5.2.35)

То есть погрешность каждого приемника будет больше, чем при индивидуальном питании. Чтобы не допустить увеличение погрешности обычно при групповом питании в качестве датчика используют сельсин с уменьшенным сопротивлением, то есть применяют для этой цели сельсин большей мощности.

В режиме непрерывного вращения сельсинов помимо рассмотренных выше трансформаторных ЭДС в фазах обмотки ротора, датчика и приемника возникают ЭДС вращения, которые по мере роста скорости вращения n уменьшают синхронизирующий момент. Величину динамического синхронизирующего момента в режиме вращения

можно найти, используя метод симметричных составляющих. Однако при практических расчетах часто используют формулу Эйлера

(5.2.36)

где

- относительная скорость вращения ротора сельсина. Согласно (5.2.36) на рис. 5.18 показана зависимость

Рис. 5.18. Зависимость динамического синхронизирующего момента от относительной скорости

.

Обычно при

динамический синхронизирующий момент

приблизительно равен статическому

. Поэтому, если требуется осуществить синхронное вращение нескольких осей при больших абсолютных значениях скорости, то обмотку возбуждения целесообразно питать от источника переменного тока повышенной частоты (чтобы относительная скорость

была небольшой).

В зависимости от величины допускаемой погрешности сельсины подразделяются на три класса точности (1,2 и 3). При работе сельсинов в индикаторном режиме погрешность датчика значительно меньше, чем у приемника, так как на последнюю погрешность сильно влияет момент трения. При работе в трансформаторном режиме момент трения приемника воспринимается исполнительным двигателем, поэтому погрешность сельсинов в этом режиме меньше, чем в индикаторном.

5.2.1. Сельсины с одной обмоткой синхронизации.

Для индикаторной передачи угла могут быть использованы сельсины с одной обмоткой на роторе, называемые одноосными (рис.5.19).

Рис. 5.19. Схема включения одноосных сельсинов.

Если оси обмоток ротора датчика и приемника образуют с осью обмотки статора углы, равные соответственно

n, то ток в этих обмотках:

Подставляя значения

Д-

;

2

Д-

Д;

Д+

n=2

Д-

n,

получаем

(5.3.1)

Намагничивающая сила, создаваемая обмоткой ротора, будет пропорциональна току I2:

(5.3.2)

Синхронизирующий момент можно определить, как и в сельсине с трехфазной обмоткой по выражению:

. (5.3.3)

Так как в данном случае поперечные составляющие НС ротора датчика и ротора приемника:

то формулы для синхронизирующих моментов датчика и приемника будут иметь вид:

(5.3.4)

Из этих выражений следует, что величина синхронизирующего момента сельсина приемника зависит не только от угла рассогласования, но и от положения ротора приемника. При

n=0 и

n=1800 синхронизирующий момент Мс=0 при любом угле рассогласования, т. к. в этом случае поперечная составляющая НС ротора приемника Fnq=0. При

Д=-

n в обмотках роторов приемника и датчика будут индуктироваться равные ЭДС, вследствие чего ток в этих обмотках и синхронизирующий момент так же будут равны нулю. Эти свойства одноосного сельсина ограничивают его применение только теми случаями, когда угол

n изменяется в пределах от 0 до 1800. Характерной особенностью одноосного сельсина является то, что синхронизирующие моменты датчика и приемника не равны между собой. Это позволяет использовать такой сельсин в качестве усилителя момента, передаваемого от датчика к приемнику

5.2.2. Дифференциальные сельсины.

Дифференциальный сельсин используется в тех случаях, когда требуется поворачивать ведомую ось О2 на угол, равный сумме или разности углов поворота двух ведущих осей О1 и O1/ (рис. 5.20).

Рис. 5.20. Схема включения дифференциального сельсина.

В этом случае с ведущими осями механически связаны два сельсина – датчика СД1 и СД2, а с ведомой осью – дифференциальный сельсин ДС. Сельсины – датчики выполнены обычным образом, т. е. имеют однофазную обмотку возбуждения и трехфазную обмотку синхронизации. Конструкция же дифференциального сельсина подобна трехфазному асинхронному двигателю: он имеет на статоре и роторе по три распределенных обмотки, оси которых сдвинуты между собой на 1200; обмотка статора присоединена к обмотке синхронизации датчика СД1, а обмотка ротора – к обмотке синхронизации датчика СД2.

Рис. 5.21. Векторы НС ротора (а) и статора (б) в дифференциальном сельсине при повороте роторов датчика.

В рассматриваемой схеме при любых углах поворота

1 и

2 роторов датчиков СД1 и СД2 в цепях их обмоток синхронизации протекают токи, определяемые ЭДС, индуктированными в фазах соответствующих обмоток. В дифференциальном сельсине, выполняющим роль приемника, эти токи создают НС статора F1 и ротора F2, которые также как и при работе сельсинов в трансформаторном режиме, смещены относительно оси первой фазы статора и ротора (от которой ведется отсчет) соответственно на угол

1 и

2. Если

2 намагничивающие силы занимают одинаковое положение в пространстве и существуют только радиальные силы притяжения между статором и ротором. При

1¹

2 между осями намагничивающих сил статора и ротора образуется угол

(рис.5.21б), равный

1 -

2, если роторы датчиков повернуты в одну сторону, и

1 +

2 – при повороте роторов датчиков в противоположные стороны. В результате этого появляется вращающий момент Мс, под действием которого ротор дифференциального сельсина поворачивается в сторону оси НС статора F1, т.е. происходит отработка угла

1 ±

2.

5.3. Магнесины

Магнесины являются миниатюрными бесконтактными сельсинами и применяются в системах передачи угла при весьма малых моментах сопротивления на валу приемника (индикаторный режим) и малом расстоянии между датчиком и приемником. Статор магнесина выполнен из листового пермаллоя в виде тороида, на котором намотана спиральная обмотка, подключенная к сети переменного тока (рис. 5.22).

Рис. 5.22. Схема включения магнесина.

Эта обмотка имеет два вывода расположенных под углом 1200 относительно друг друга и относительно точек, к которым подключаются питающие провода. Линия связи ЛС (одним из её каналов является питающая сеть) соединяет одноименные точки а, б и в обмоток статора датчика и приемника.

Ротор магнесина представляет собой постоянный магнит цилиндрической формы, намагниченный по диаметру. При питании обмотки статора переменным током, изменяющимся с частотой ¦1, возникает переменный магнитный поток возбуждения Фв, замыкающийся по тороиду (рис. 5.23).

Рис. 5.23. Графики изменения во времени магнитных потоков

, магнитной проницаемости тороида

и ЭДС

в обмотке ротора.

Пермаллой, из которого изготовлен тороид, резко изменяет свою магнитную проницаемость при подмагничивании, т. к. он имеет весьма малую коэрцитивную силу (узкую петлю гистерезиса). Поэтому магнитная проводимость

тороида зависит только от абсолютной величины потока Фв и изменяется с двойной частотой 2¦1, достигая наибольшего и наименьшего значений соответственно при Фв равном нулю и максимуму. Так как НС ротора F2, создаваемая постоянным магнитом, неизменна во времени, то поток ротора Ф2 изменяется в соответствии с изменением

, т.е. пульсирует с двойной частотой 2¦1. В результате на участках аб, бв и ва обмотки статора индуцируются ЭДС Е1,изменяющиеся с двойной частотой 2¦1. Величина этих ЭДС зависит от положения ротора по отношению к указанным участкам; суммарная же ЭДС по всему контуру обмотки в любой момент времени равна нулю. Если датчик и приемник находятся в согласованном положении, то по проводам линии связи ток не проходит, т.к. соединяемые этими проводами точки обмоток приемника и датчика являются эквипотенциальными как по отношению к основной ЭДС, имеющей частоту f1 , так и по отношению к ЭДС двойной частоты. Однако при рассогласовании, когда роторы датчика и приемника занимают различные положения, ЭДС двойной частоты, индуцируемые на одноименных участках обмоток приемника и датчика, различны и по ним протекают токи частоты 2¦1. Эти токи, взаимодействуя с пульсирующим потоком Ф2 ротора, создают синхронизирующие моменты, стремящиеся повернуть роторы датчика и приемника в согласованное положение. По отношению к ЭДС основной частоты точки а, б и в датчика и приемника остаются эквипотенциальными при любых положениях ротора, т.

к. поток возбуждения Фв замыкается по тороиду, минуя ротор.

Магнесины, как и сельсины, обладают свойством самосинхронизации в пределах одного оборота, т. к. роторы их поляризованы. Удельный синхронизирующий момент у них небольшой, но из-за малого веса и небольшой инерции ротора магнесины позволяют на небольших расстояниях передавать угол со сравнительно небольшой погрешностью(1-2,50).

5.4. Трехфазные сельсины

В схемах синхронной связи на трехфазных сельсинах в качестве датчика СД и приемника СП используются два обычных асинхронных двигателя с фазными роторами. Их обмотки статора подключаются к общей трехфазной сети переменного тока, а обмотки ротора соединяются друг с другом через контактные кольца (рис. 5.24).

Рис. 5.24. Схема включения трехфазных сельсинов.

При подключении обмоток статора датчика и приемника к сети в сельсинах возникает круговое вращающееся поле, которое индуктирует в одной из фаз ротора датчика ЭДС

(5.6.1)

а в одноименной фазе ротора приемника – ЭДС

, (5.6.2)

где

- углы, образуемые осями одноименных фаз ротора и статора датчика и

приемника.

Знак “+” ставится, если ротор датчика или приемника повернут навстречу вращающемуся полю, а “-”, если он повернут в направлении поля.

При согласованном положении ведущей О1 и ведомой О2 осей, когда углы поворота роторов датчика и приемника равны, ЭДС ЕД и ЕП, индуктированные в одноименных фазах роторов, равны и направлены встречно (рис. 5.25а), вследствие чего по обмоткам роторов ток не протекает. При этом синхронизирующий момент Мс=0.

а) б)

Рис. 5.25. Векторная диаграмма ЭДС и токов для роторной цепи трехфазных сельсинов при отсутствии (а) и при наличии (б) рассогласования.

При появлении угла рассогласования

в контуре одноименных фаз обмотки ротора возникает разность ЭДС

(рис. 5.25б), которая создает уравнительный ток

. (5.6.3)

Этот ток отстает от вектора

на угол

, тангенс которого равен

. (5.6.4)

При взаимодействии уравнительного тока

с магнитным потоком Ф в датчике и приемнике возникают синхронизирующие моменты:

; (5.6.5)

, (5.6.6)

где

- углы сдвига фаз между током ротора и ЭДС датчика и приемника.

Если ротор датчика повернут на положительный угол

относительно ротора приемника, то в датчике активная составляющая тока

совпадает с ЭДС ЕД (рис.5.6.2б). Поэтому синхронизирующий момент действует на ротор в направлении вращения магнитного поля и стремится повернуть его в исходное положение. В роторе приемника активная составляющая тока

противоположна по фазе с ЭДС ЕП. Поэтому синхронизирующий момент стремится повернуть ротор приемника против вращения поля так, чтобы он занял согласованное с ротором датчика положение.

Характерной особенностью трехфазных сельсинов является то, что синхронизирующие моменты в датчике и приемнике различны, т. к. различны углы

, а следовательно и активные составляющие тока. Это является недостатком трехфазных сельсинов т. к. кривая

имеет несимметричный характер в зависимости от того, вращается ротор по направлению поля или против него. В результате точность передачи угла на трехфазных сельсинах будет зависеть от направления вращения ротора датчика.

Другим существенным недостатком трехфазных сельсинов является необходимость иметь трехфазный источник питания, поэтому трехфазные сельсины применяются обычно только для синхронного вращения машин большой мощности.

Схема включения трехфазных сельсинов получила название электрического вала (рис.5.26).

Рис. 5.26. Схема электрического вала.

Рабочие механизмы

приводятся во вращение мощными асинхронными двигателями

.С ними спарены вспомогательные двигатели

(сельсины), соединенные между собой линией связи. При синхронном вращении валов ток в роторах сельсинов отсутствует. При наличии рассогласования в сельсинах возникают синхронизирующие моменты, один из которых увеличивает момент на валу отставшего механизма, а второй тормозит вал механизма, работающего с опережением. Вследствие этого система снова приходит в согласованное положение. Мощность вспомогательных асинхронных двигателей- сельсинов обычно берется равной 10-15% от мощности главных двигателей.

5.5. Асинхронный тахогенератор

В идеальном случае тахогенератор должен давать на выходе напряжение U, пропорциональное скорости вращения n:

; (5.7.1)

. (5.7.2)

(

- угол поворота ротора тахогенератора.)

Зависимость U= f(n) называется выходной характеристикой.

Тахогенераторы служат для:

- измерения скорости вращения;

- выработки ускоряющих и замедляющих сигналов;

- выполнения операция дифференцирования.

При измерении скорости вращения обычно допустима погрешность 1÷2,5%.

Наибольшая точность требуется в тахогенераторах, работающих в качестве дифференцирующего звена в вычислительных устройствах. В этом случае ошибка в линейности выходной характеристики не должна превышать 0,05÷0,3% по амплитуде. Помимо основного требования к линейной выходной характеристике к ним предъявляются и другие требования: надежность работы в широком диапазоне изменения температуры, влажности, при вибрации и ударных нагрузках; высокое быстродействие; простота устройства; малые размеры и вес; бесшумность и отсутствие радиопомех.

Наиболее полно этим требованиям удовлетворяет асинхронный тахогенератор с полым немагнитным ротором.

Конструкция его аналогична конструкции асинхронного исполнительного двигателя с полым немагнитным ротором (рис. 5.27).

Содержание раздела

Главная сайта