36. Сельсины. Дифференциальный режим работы

Сельсинами называют индукционные машины, обеспечивающие синхронный и синфазный поворот или вращение двух или нескольких осей, механически не связанных между собой. Одна из таких машин механически соединена с ведущей осью и называется датчиком, а другая - с ведомой осью и называется приёмником.

Дифференциальный сельсин используют в тех случаях, когда требуется поворачивать ведомую ось O2 на угол, равный сумме или разности углов поворота двух ведущих осей O1и O'1

Рис. 5.43. Схема включений дифференциального сельсина

При этом с ведущими осями механически связаны два сельсина-датчика Д1 и Д2 , а с ведомой осью — дифференциальный сельсин ДС . Сельсины-датчики выполнены обычно, т. е. имеют однофазную обмотку возбуждения и трехфазную обмотку синхронизации. Конструкция дифференциального сельсина подобна конструкции трехфазного асинхронного двигателя: он имеет на статоре и роторе по три распределенных обмотки, оси которых сдвинуты на 120°; обмотка статора присоединена к обмотке синхронизации датчика Д2 , а обмотка ротора — к обмотке синхронизации датчика Д1

В рассматриваемой схеме при любых углах поворота θ1 и θ2 роторов датчиков Д1 и Д2 в цепях обмоток синхронизации проходят токи, определяемые ЭДС, индуцированными в фазах соответствующих обмоток. В дифференциальном сельсине ДС, являющемся приемником, эти токи создают МДС статора F1 и МДС ротора F2 , которые, так же как при работе сельсинов в трансформаторном режиме, смещены относительно оси первой фазы статора и ротора (от которой ведется отсчет) соответственно на углы θ1 и θ2 .

Если θ1 = θ2 векторы МДС статора и ротора занимают одинаковые положения в пространстве, при этом между статором и ротором существуют только радиальные силы притяжения (рис. 5.44, а). При θ1 ≠ θ2 (рис. 5.44, б) между векторами МДС ротора и статора образуется угол θ = θ1 + θ2 (знак «-» при повороте роторов датчиков в одну сторону и « + » при повороте роторов датчиков в противоположные стороны). В результате этого появляется синхронизирующий момент Мсн , под действием которого ротор дифференциального сельсина поворачивается в сторону оси МДС статора F1 , т. е. происходит отработка угла θ.

37. Сельсин-двигатель. Магнесины.

Магнесины — миниатюрные бесконтактные сельсины, применяемые в системах передачи угла при весьма малых моментах сопротивления на валу приемника (индикаторный режим) и малом расстоянии между датчиком и приемником. Статор магнесина выполняют из листового пермаллоя в виде тороида (рис. 5.45), на котором намотана спиральная обмотка, подключенная к сети переменного тока. Эта обмотка имеет два вывода — б и в, расположенных под углом 120° друг к другу и к точкам а, в которых подключены питающие провода. Линия связи (одним из ее 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 f1 , возникает переменный магнитный поток возбуждения Фв , замыкающийся по тороиду. Пермаллой, из которого изготовлен тороид, резко изменяет свою магнитную проницаемость при подмагничивании, так как он имеет

Схема включения магнесинов: 1 — тороиды; 2 — обмотка статора; 3 — ротор

весьма малую коэрцитивную силу (узкую петлю гистерезиса). Поэтому магнитная проводимость Λм тороида зависит только от абсолютной величины потока Фв и изменяется с двойной частотой 2f1 , достигая наибольшего и наименьшего значений соответственно при Фв , равном нулю и положительному и отрицательному максимумам (рис. 5.46). Так как МДС ротора F2 , создаваемая постоянным магнитом, неизменна во времени, то поток ротора Ф2 изменяется в соответствии с изменением Λм , т. е. пульсирует с двойной частотой 2f1 . В результате на участках аб, бв и ва (см. рис. 5.45) обмотки статора индуцируются ЭДС Е1 , изменяющиеся с частотой 2f1*. Значения этих ЭДС зависят от положения ротора относительно указанных участков; 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, так как соединяемые этими проводами точки обмоток приемника и датчика являются эквипотенциальными относительно как основной ЭДС, имеющей частоту f1 , так и ЭДС двойной частоты. Однако при рассогласовании, когда роторы приемника и датчика занимают различные положения, ЭДС двойной частоты, индуцируемые на одноименных участках обмоток приемника и датчика, различны и по ним проходят токи частоты 2f1 . Эти токи, взаимодействуя с пульсирующим потоком Ф2 ротора, создают синхронизирующие моменты, стремящиеся повернуть роторы датчика и приемника в согласованное положение. Относительно ЭДС основной частоты точки а, б и в датчика и приемника остаются эквипотенциальными в любых положениях ротора, так как поток возбуждения Фв замыкается по тороиду, минуя ротор.

Магнесины, как и сельсины, обладают свойством самосинхронизации в пределах одного оборота, так как роторы их поляризованы. Удельный синхронизирующий момент у них мал, но из-за незначительных массы и инерции ротора магнесины позволяют на небольших расстояниях передавать угол со сравнительно малой погрешностью (1—2,5°).