Тема 2.1. Системы дистанционной передачи угловых перемещений на переменном токе

Сельсин - малогабаритное электромеханическое устройство (машина) переменного тока с обмотками на статоре и роторе. Слово «сельсин» означает самосинхронизирующееся устройство.

Действительно, при использовании сельсинов в индикаторной дистанционной передаче роторы сельсинов (датчика и приемника) автоматически принимают согласованное положение сразу же после включения питания. Конструкция одного из сельсинов показана на рис. 2.1.

Рис. 2.1 Конструкция сельсина.

1. Крышка передняя, 2-токосьемные кольца, 3-ротор, 4- статор, 5- крышка задняя

В конструктивном отношении сельсин состоит из двух основных частей:

а) статор, подобен статору обычной асинхронной машины. В пазах уложена трехфазная обмотка Все три катушки обмотки статора соединяются по схеме «звезда». Оси катушек смещены в пространстве на 120°.

б) ротор, на котором размещена однофазная обмотка. Напряжение переменного тока к данной обмотке подводится (или снимается) через посеребренные щетки и кольца.

В следящих системах сельсины всегда используются попарно. При этом один из них является сельсин- датчиком (СД), второй- сельсин- приемником (СП). В СД и СП используется одинаковые сельсины.

Сельсинная индикаторная дистанционная передача

В индикаторном режиме работы сельсины осуществляют синхронный поворот двух механически не связанных осей. В этом режиме работы ось ротора сельсин-датчика (СД) жестко связана с одной из осей системы, например с командной осью, положение которой необходимо передавать на указательный прибор (индикатор).

Ротор сельсин - приемника связан с индикаторной стрелкой, или указательным индексом. Электрическая схема соединения сельсинов, работающих в индикаторном режиме, показана на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Электрическая схема соединения сельсинов, работающих в индикаторном режиме

По рисунку видно, что роторы запитаны от одного напряжения.

Если они повернуты на разные углы, наводимые напряжения в трехфазной обмотке СД и СП будут разные. E₁≠E₁’, E₂≠E₂’, E₃≠E₃’.Поэтому из точек с большим потенциалом потекут уравнительные токи I₁ ,I₂ ,I₃. В обмотках появятся магнитные потоки. Они вступят в силовое взаимодействие с обмоткой ротора СД и СП. Ротор СП повернется на тот-же угол, что и ротор СД. Ротор СД тоже будет пытаться повернутся в согласованное положение в сравнении с СП, но ось жесткой связи с датчиком не даст этого сделать.

Сельсинная трансформаторная дистанционная передача

Электрическая схема соединения сельсинов для данного режима представлена на рис 2.3.

Т рансформаторный режим работы сельсинов позволяет получить электрический сигнал пропорциональный углу рассогласования двух механически не связанных между собой осей, (валов). Для этого ротор сельсин- датчика (СД) жестко соединен с командной осью следящей системы, а ротор сельсин- приемника (СП)-с исполнительной осью.

Рис. 2.3. Электрическая схема соединения сельсинов, работающих в трансформаторном режиме

Пусть ротор повернут на угол α. Магнитный поток Фрд тоже повернут на этот угол. Проекция Фрд на оси обмоток 1, 2, 3 создает индукции E1, E2, E3. При этом в обмотках статора СП создаются пропорциональные этим напряжениям токи I1, I2, I3. Обмотки создают магнитный поток Фсп который повернут на тот-же угол α. На выходе роторной обмотки появится ~Uвых (входное напряжение трансформируется в выходное, поэтому этот режим называется трансформаторным). ~Uвых имеет синусную характеристику (рис.2.4).

Рис.2.4. Статическая характеристика сельсинов работающих в трансформаторном режиме.

В следящей системе сигнал с сельсинного датчика подается на вход усилителя.