3. Порядок выполнения работы.

1.Оценить влияние напряжения питания на работу сельсина в индикаторном режиме, для чего: включить П₁; включить ЛАТР в сеть; подать напряжение питания в обмотку возбуждения (ОВ) от ЛАТРа 110В.

2.Вращая маховик СД, через каждые 10° показаний измерительной стрелки СД снять показания измерительной стрелки СП.

3.Выполнить пункт 2 при напряжении питания ОВ 90В и 130В.

4.По результатам выполненных измерений построить график , где , a U_ob- напряжение питания обмоток возбуждения.

5. Установить напряжение питания изменяя сопротивление линий связи R₁, R₂, R₃, по­строить график зависимости ,где R_Л = R₁ =R₂=R₃= var.

6. Застопорить СП в нулевом положении, включить П₂, изменяя положение ротора СД через 10° снять характеристику. , где - угол поворота ротора сельсина-датчика.

7. Построить статическую характеристику сельсинов в трансформаторном режиме , для че­го выключить П₁, выключить П₂, застопорить ротор СП; вращая ротор СД через 10° снять значения показаний вольтметра V₂

8.Выполнить статистическую обработку результатов опытов.

4. Отчет.

Отчёт должен содержать: принципиальные схемы сельсинов с трёхлучевой роторной и статорной об­мотками; схему экспериментальной установки; характеристики , , ; , основные теоретические положения, статистическую обработку результа­тов экспериментов.

5. Вопросы для самопроверки.

1. Принцип действия контактного сельсина?

2. В чем отличие трансформаторного и индикаторного режимов работы сельсина?

3. Как влияет напряжение питания ОВ на работу сельсина?

Рис.2. Схема экспериментальной установки.

Рис.3.Принципиальная схема бесконтактного сельсина

Работа № 10. Контроль частоты вращения.

1. Цель работы.

Изучение работы механического тахометра ИО-10, поверка тахометрогенератора ТД - 1 и стробоскопа.

2. Описание лабораторной установки.

Принцип действия механических тахометров основан на использовании центробежной силы F развиваемой телом при вращении его вокруг оси

где m- масса тела;

r - расстояние центра тяжести от оси вращения;

- угловая скорость.

Механические центробежные тахометры по конструктивному исполнению делят на переносные и стационарные. В настоящее время находят применение переносные тахометры ИО-10 и стацио­нарные ТС-100 и ТС-200. Ручные механические тахометры выполняют обычно с грузовым коль­цом. Они имеют коробку передач, позволяющую использовать прибор в широком диапазоне из­мерению числа оборотов (от 25 до 10000 об/мин.). Ручные тахометры снабжаются набором съём­ных наконечников: при малом числе оборотов служит наконечник с металлической насадкой; при большом - с резиновой. Контрольные тахометры имеют погрешность 0,5÷1,0%, а рабочий -1÷8%.

В качестве измерителей числа оборотов гребных валов чаще всего используются тахогенераторы постоянного тока, асинхронные тахогенераторы и индукционные преобразователи с вра­щающимся полем.

Тахогенератор постоянного тока представляет собой обычную коллекторную машину посто­янного тока малых габаритов. Его принципиальная электрическая схема показана на рис.1.

Для статической характеристики ТГ при работе его в холостую справедлива следующая зави­симость:

U

где U_ВПХ - напряжение на выходе генератора, индуктируемое при вращении ротора, В;

n - число оборотов ротора об/мин;

k_тг - статический коэффициент при холостом режиме, В.об/мин.

где: Р-число пар полюсов,

b - число параллельных ветвей обмотки якоря,

N - число активных проводников обмотки якоря,

Ф - суммарный магнитный поток машины.

Для используемых генераторов с учётом условий применения пределы постоянных имеют сле­дующие значения: Ктг=0,029÷0,057 В.об.мин. Выходное напряжение U_вых зависит не только от числа оборотов n, но и от сопротивления нагрузки. При R_н >> R_b зависимость U_вых= f(n) будет практически линейной. Для судовых приборов лежит в пределах 50÷60.

Асинхронные тахогенераторы используются в схемах компенсационных тахометров. Электриче­ская схема асинхронного тахогенератора представлена на рис.2, где 1- оболочка возбуждения, получающая питание от сети переменного тока, 2- стакан, 3- генераторная обмотка.

При питании обмотка возбуждения создаёт пульсирующий магнитный поток.

где - частота питающего тока, С-¹.

Если же ротор привести во вращение, то в нём кроме ЭДС трансформации, наводимой пото­ком обмотки возбуждения, появится ЭДС вращения за счёт пресечения ротором магнитных линий потока возбуждения. Созданные этой ЭДС в короткозамкнутом роторе токи обуславливают появление переменного магнитного потока Ф₂, совпадающего по направлению с осью генера­торной обмотки 3 и наводящего в ней ЭДС, величина которой зависит от числа оборотов ротора, а фаза определяется направлением вращения. Для упрощённого качественного рассмотрения короткозамкнутый круглый ротор можно представить в виде двух взаимно перпендикулярных "обмоток", создающих при вращении ротора магнитные потоки:

где - коэффициент пропорциональности,

- угловая скорость вращения.

Сумма проекций этих потоков на ось генераторной обмотки

будет вызывать в данной обмотке ЭДС.

U

При соответствующем выборе параметров тахогенератора можно обеспечить зависимость U_ВПХ от n весьма близкую к линейной в достаточно широких пределах.

Принципиальная схема индукционного преобразователя с вращающим полем показана на рис.3. В поле вращающего магнита 1 расположен металлический стакан 2, укреплённый на оси 3.

На этой же оси укреплён один конец пружины 4 из фосфористой бронзы и стрелка 5. Второй конец пружины укреплён неподвижно. При вращении магнита в стакане 2 индуктируется ЭДС, создающая токи, силы взаимодействия которых с вращающимся полем магнитов двигают диски в направлении вращения магнита. Вращающему магниту, создаваемому взаимодействием токов диска и поля магнита, противодействует момент пружины 4. Установившееся отклонение стакана, а следовательно, и стрелки прибора соответствует равенству вращающегося и противодействую­щего моментов.

Уравнение статической характеристики преобразователя можно найти, используя зависимость

где h - коэффициент вязкого трения;

Μ - противодействующий момент; С_пр - постоянная пружина;

- угол поворота стакана.

Уравнение статической характеристики можно записать в виде:

где к_д=1,2÷1,8

Работа стробоскопов (стробоскопических тахометров ) основывается на эффекте кажущейся остановки вращения вала. Этот эффект достигается путём периодического прерывания светового потока, идущего от вращающего вала или предмета к глазу наблюдателя [1]. При этом частота прерывания настраивается и должна быть такой, чтобы каждый раз была видна одна и та же де­таль вращающего вала, а длительность перерыва наблюдения вращения не превышала времени, в течение которого может полностью исчезнуть зрительный образ этой детали вала. При повторе­нии импульсов с такой частотой остатки зрительного образа сливаются в картину кажущейся неподвижности отмеченной детали вращающего вала или предмета. Следовательно, в этом случае частота следования f₁ имп/с равна скорости вращения вала или предмета n₁ об/с т.е. f = n. Такой стробоскопический эффект неподвижности называется основным синхронизмом. Именно в этом случае необходимо производить снятие показаний стробоскопа. Может иметь место так называемый кратный синхронизм, когда или , при котором фиксированная точка за время между зрительными импульсами успевает совершать i оборотов, либо частота зрительных образов в i раз больше частоты вращения. Чтобы избежать ошибки, правильной следует считать наибольшую частоту, при которой имеет место основной синхронизм f=n

По принципу действия стробоскопы разделяют на механические и электронные. Электронные стробоскопы позволяют проводить измерения с погрешностью не более ± 0.1%

Схема экспериментальной установки показана на рис.4. Она включает в себя двигатель 3, руч­ной тахометр 9, асинхронный тахогенератор 4 и стробоскоп электронный 1. Для регулирования частот вращения двигателя 3 служит регулятор РНТ-7.