Схемы включения сельсинов

При использовании однофазных сельсинов в качестве датчиков положения можно выделить два основных варианта их работы – режим фазовращателя и трансформаторный режим. В режиме фазовращателя трехфазная обмотка сельсина питается трехфазной системой синусоидальных напряжений с частотой w. При этом создается вращающееся с частотой w магнитное поле, которое наводит в однофазной обмотке ЭДС е_вых, фаза которой зависит от углового положения ротора a,

(1.2)

где y - константа.

Таким образом, информацией об угловом положении является сдвиг фазы j между питающим и выходным напряжениям.

Достоинством режима фазовращателя является линейность сдвига фазы j от угла a и удобство преобразования данного сдвига в цифровой код положения.

В трансформаторном режиме однофазная обмотка питается переменным напряжением

. (1.3)

При этом создается пульсирующий магнитный поток возбуждения, направленный по оси однофазной обмотки. Этот поток наводит в фазах трехфазной обмотки ЭДС е₁, е₂, е₃, величина которых зависит от угла a,

, (1.4)

где n =1, 2, 3; k₁ – коэффициент трансформации; a - угловое положение между осью однофазной обмотки и осью первой фазы трехфазной обмотки.

В трансформаторном режиме информацией об угловом положении является величина напряжений трехфазной обмотки.

На основе сельсинов также строятся системы дистанционной передачи угла (СДПУ) или, иначе говоря, системы синхронной связи (ССС). В СДПУ обеспечивается синхронный поворот механически не связанных осей.

Можно выделить две основных разновидности СДПУ на основе сельсинов – индикаторную и трансформаторную системы синхронной связи. Схема индикаторной ССС приведена на рис.1.2.

Трехфазные обмотки сельсина – датчика СД и сельсина – приемника СП соединены друг с другом. Однофазные обмотки сельсинов питаются напряжением , описываемым (1.3).

Рис.1.2. Схема индикаторной ССС

Исходя из (1.4), в трехфазных обмотках СД и СП наводятся ЭДС, величина которых зависит от угловых положений и . Угол рассогласования индикаторной ССС

. (1.5)

Если a=0, фазные ЭДС трехфазных обмоток СД и СП равны и токи в данных обмотках не протекают. Если a¹0, фазные ЭДС не равны, в трехфазных обмотках протекают токи, взаимодействие которых с потоками возбуждения СД и СП создает синхронизирующие моменты , стремящиеся устранить рассогласование a. В идеале

(1.6)

где - константа.

Индикаторная ССС характеризуется удельным синхронизирующим моментом

(1.7)

В зависимости от типа сельсинов значение лежит в пределах (1÷50)·10^-4НМ/град.

Индикаторная ССС используется в случаях, когда для поворота СП не требуется значительных усилий. При повороте ротора СД на тот же угол поворачивается ротор СП.

Примером использования индикаторной ССС являются манипуляторы, осуществляющие перегрузку ядерного топлива на АЭС. С координатами манипулятора связаны сельсины-датчики, а на пульте оператора размещены сельсины-приемники с лимбами на валах. По положению роторов СП оператор судит о положении координат манипулятора.

Основным показателем точности индикаторной ССС является погрешность следования – отклонение угла поворота ротора СП от угла поворота ротора СД. В зависимости от класса точности сельсинов диапазон данной погрешности от 30' до 1,5°.

Схема фрагмента трансформаторной ССС приведена на рис.1.3.

Рис.1.3. Фрагмент трансформаторной ССС

Однофазная обмотка сельсина-датчика СД питается переменным напряжением U_в. В трехфазной обмотке СД в соответствии с (1.4) наводятся ЭДС е₁, е₂, е₃,, под действием которых в трехфазной обмотке СП протекают токи. Эти токи создают магнитный поток, наводящий в однофазной обмотке СП ЭДС е_у, величина которой зависит от угла рассогласования .

Для е_у можно записать

(1.8)

Трансформаторная ССС используется в случаях, когда для поворота механизма, с которым связан СП, требуются значительные усилия. В таких системах выходное напряжение однофазной обмотки СП u_у используется в качестве сигнала задания скорости электропривода объекта управления. При наличии u_у электродвигатель перемещает объект управления в сторону уменьшения рассогласования α.

Погрешность следования трансформаторной ССС от 0,1' до 30'.

Одним из параметров трансформаторной ССС является крутизна

(1.9)

где U_у – действующее напряжение однофазной обмотки при заданном сопротивлении нагрузки.

Величины S_Т составляет от 0,5 до 2 В/град.

Дата добавления: 2015-09-05