39. 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), 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.

Р ис. 5 Схема включения магнесинов: 1 — тороиды; 2 — обмотка статора; 3 — ротор.

При питании обмотки статора переменным током, изменяющимся с частотой f₁ , возникает переменный магнитный поток возбуждения Ф_в , замыкающийся по тороиду. Пермаллой, из которого изготовлен тороид, резко изменяет свою магнитную проницаемость при подмагничивании, так как он имеет весьма малую коэрцитивную силу (узкую петлю гистерезиса). Поэтому магнитная проводимость Λ_м тороида зависит только от абсолютной величины потока Ф_в и изменяется с двойной частотой 2f₁ , достигая наибольшего и наименьшего значений соответственно при Ф_в , равном нулю и положительному и отрицательному максимумам (рис. 6). Так как МДС ротора F₂, создаваемая постоянным магнитом, неизменна во времени, то поток ротора Ф₂ изменяется в соответствии с изменением Λ_м , т. е. пульсирует с двойной частотой 2f₁ . В результате на участках аб, бв и ва (см. рис. 5) 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 Ф_в замыкается по тороиду, минуя ротор.

Рис. 6 Графики изменения во времени потоков Ф_в и Ф₂магнитной проводимости λ_м тороида и ЭДС Е₁ , в обмотке статора

На рис. 6 показаны графики изменения потоков Ф_в и Ф₂ , магнитной проводимости λ_м и ЭДС E₁ в предположении, что все они являются синусоидальными функциями времени. В действительности кривые Ф₂ , λ_м и E₁ будут содержать значительные высшие гармонические, вызванные нелинейностью кривой намагничивания тороида.

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°).