§ 5.6. Сельсинная система передачи измерительной информации

Для передачи на расстояние больших угловых перемещений при­меняют сельсинные системы, в которых преобразование угловых перемещений в сигнал измерительной информации осуществляется сельсинами.

Сельсины представляют собой электрические микромашины переменного тока. Работа сельсинов основана на преобразовании углового перемещения в изменение индуктивной связи между об­мотками возбуждения и синхронизации.

На рис. 5.13 приведена схема сельсинной системы передачи. Си­стема состоит из ПИП I и приемника информации VI. ПИП содер­жит чувствительный элемент II, кинематически связанный с рото­ром сельсина III, называемого сельсином-датчиком. Приемник ин­формации VI представляет собой сельсин, называемый сельсином-приемником, ротор которого кинематически связан с отсчетным устройством IV.

О бмотки возбуждения ОВ1 и ОВ2 сельсинов подключаются к сети однофазного напряжения, а одноименные обмотки синхронизации 1—3 соединены между собой проводами канала связи.

Рис. 5.13. Схема сельсинной системы передачи измерительной информации

Та­кая схема соединения сельсинов называется индикаторной. При протекании тока по обмотке возбуждения возникает пульсирующий магнитный поток, который индуцирует в каждой фазе обмотки синхронизации переменные ЭДС:

E₁=E_MAX cos α; (5.28)

E₂=E_MAX cos (α-120˚); (5.29)

E₃=E_MAX cos (α+120˚), (5.30)

где E_MAX — наибольшее действующее значение ЭДС фазы обмот­ки, когда ее ось совпадает с осью магнитного потока возбужде­ния; α — угол поворота ротора.

Если оси одноименных обмоток синхронизации 1—3 сельсинов расположены одинаково относительно осей обмоток возбуждения, то в фазах обмоток синхронизации сельсинов индуцируются одинаковые ЭДС, уравновешивающие друг друга. В результате токи в обмотках и линиях связи равны нулю. Этому состоянию равнове­сия соответствует согласованное положение сельсинов.

Отклонение измеряемого параметра П от исходного значения преобразуется чувствительным элементом в угловое перемещение ротора сельсина-датчика. Новое положение сельсина-датчика оп­ределяется углом

β≠ α. В этом состоянии равновесие ЭДС обмо­ток синхронизации нарушается и между одноименными зажимами обмоток возникают ЭДС, равные разностям ЭДС соответствующих фаз сельсина-датчика и сельсина-приемника. По обмоткам синхро­низации проходят токи, которые, взаимодействуя с магнитным по­лем обмоток возбуждения, создают в каждом сельсине синхрони­зирующий момент М, пропорциональный синусу угла рассогласо­вания:

М = M_MAXsinφ, (5.31)

где М_MAX— наибольший синхронизирующий момент при φ= 90°; φ = β - α — угол рассогласования.

Так как положение ротора сельсина-датчика фиксировано, то синхронизирующий момент поворачивает ротор сельсина-приемника до согласования с ротором сельсина-датчика. В состоянии равнове­сия ротор сельсина-приемника останавливается. О значении измеря­емого параметра судят по отсчетному устройству IV, с которым свя­зан ротор сельсина-приемника.

Абсолютная погрешность сельсинов-датчиков ±(0,25; 0,5; 1,0) град, сельсинов-приемников ±(0,75; 1,5; 2,5) град. Расстояние меж­ду сельсином-датчиком и сельсином-приемником до 2—3 км.