2.3. Трансформаторный режим

В трансформаторном режиме сельсинная пара включается по схеме, пока­занной на рис. 4, и предназначена для дистанционной передачи данных об угло­вом положении ротора сельсина-датчика в виде напряжения, снимаемого с однофазной обмотки сельсина-приёмника. При подаче на однофазную обмотку возбуждения сельсина-датчика напряжения U в его обмотках синхронизации индуктируются ЭДС в соответствии с выражением (1). В фазовых обмотках синхронизации сельсина-приемника ЭДС не создаются по причине отсутствия потока возбуждения (об­мотка возбуждения нагружена на сопротивление нагрузки Z_H). Следовательно, под действием ЭДС E_b E₂, E₃ в фазовых обмотках синхронизации как сельсина-датчика так и сельсина-приёмника потекут токи:

; ; , (5)

где z - сопротивление одной фазы.

Рис. 4. Трансформаторный режим работы сельсинов

Эти токи, протекая по соответствующим фазам трёхфазной обмотки син­хронизации сельсина-приёмника вызывают появление магнитных потоков Ф_ь Ф₂, Ф₃, которые, в свою очередь индуктируют в однофазной обмотке (обмотке возбуждения) сельсина-приёмника ЭДС:

;

; (6)

,

где - угловое положение ротора сельсина-приёмника;

К - коэффициент пропорциональности.

Суммарная ЭДС на клеммах однофазной обмотки сельсина-приёмника определяется выражением:

(7)

где E_M=const - максимальное значение ЭДС в однофазной обмотке сельсина-приёмника;

- угловое рассогласование положения роторов сельсина-датчика и сельсина-приёмника.

При достаточно большом z_H можно считать, что Зависимость (7) неудобна тем, что при имеем E_вых=E_м. На практике роторы датчика и приёмника сдвигают в исходном состоянии на 90^О. В этом случае по­лучаем и

. (8)

График функции (8) представлен на рис. 5.

Рис. 5. Выходное напряжение сельсин приёмника в трансформаторном режиме

Рассмотренный режим работы сельсинов по аналогии с режимом работы трансформатора называется трансформаторным, а сельсины-приёмники в этом случае называются сельсинами-трансформаторами (СТ). Сельсины, работаю­щие в трансформаторном режиме, широко используются в следящих системах в качестве датчиков угла рассогласования между входной (командной) и выход­ной (исполнительной) осями.

2.4. Повышение точности измерения углового рассогласования

в сельсинной паре

Точность дистанционной передачи как в индикаторном так и в трансфор­маторном режимах зависит от ряда факторов, что приводит к появлению по­грешности. В индикаторном режиме погрешность проявляется в различии зна­чений углов поворота сельсина-датчика и сельсина-приёмника, т.е. .

В трансформаторном режиме погрешность приводит к тому, что при рас­согласовании на выходе сельсина-приёмника имеется некоторое напряже­ние и при соответствующее напряжение отличается от рассчитанно­го по формуле (8).

На практике часто допустимая величина рассогласования между истин­ным и полученным значениями измеряемой величины заметно меньше, чем соб­ственная ошибка сельсинной пары. В таком случае для увеличения точности используют так называемые двухканальные системы передачи данных, которые состоят из двух сельсин-датчиков и двух сельсин-приёмников, роторы которых соединены через редукторы с коэффициентом редукции K_р>>1 (рис. 7). При этом сельсины, роторы которых соединены с задающим устройством и выходным валом системы образуют канал грубого отсчета (ГО), а вторая пара сельсинов -канал точного отсчета (ТО), а соответствующие сельсины сокращенно обозна­чают как СДГО, СДТО, СПГО, СПТО. Поворот ротора СДГО на угол вы­зывает благодаря редуктору поворот ротора СДТО на угол . В индикаторном режиме ротор СПГО при этом повернется на угол , а ротор СПТО на угол , где - собственная погрешность сельсинной пары. Значение угла поворота, полученное по каналу точного отсчета, будет равно:

(9)

Т.е. погрешность уменьшена в К раз. При использовании канала ТО в транс­форматорном режиме необходимо учитывать тот факт, что за один оборот входного вала напряжение на выходе СПТО будет равно нулю раз, причем половина из этого количества соответствует точкам устойчивого равновесия. В связи со сказаным канал ТО в трансформаторном режиме используют лишь при малых углах рассогласования. Выражение (8) при этом переписывается в виде:

(10)

Тогда на выходе сельсина-приёмника ГО с учетом собственной погреш­ности будет иметь место напряжение: , а на выходе сель­сина-приемника ТО напряжение, считанное с использованием канала ТО будет:

(11)

т.е. точность и в этом режиме повышается. На практике обычно значение К_Р бе­рут в пределах 10 < К_Р < 36 и с целью исключения ложного нуля нечётным.