16.3.3 Робота контактних сельсинів у трансформаторному режимі

Індикаторна синхронна передача придатна лише в тому разі, коли моменту приймача достатньо для повороту пристрою, який приводиться до руху. Якщо необхідно створювати потужний обертаючий момент, то потрібно застосовувати силові сельсини.

Рис. 16.9. Схема вмикання сельсинів у трансформаторному режимі

В цьому випадку зростають потужності сельсинів та поперечний переріз ліній зв’язку. Раціональнішим рішенням задачі є передача малопотужного сигналу по лініях зв’язку, пропорційно кутові θ, й підсилення його з перетворенням в обертовий момент за допомогою допоміжного двигуна. Для цього застосовують трансформаторний режим роботи сельсинів. Схема вмикання сельсинів у цьому режимі наведена на рис.16.9.

Обмотка збудження датчика, яка вмикається до мережі, створює потік збудження. Цей потік наводить у променях обмотки синхронізації ЕРС, які визначаються співвідношеннями (16.13).

З обмотки збудження приймача одержується сигнал Е. Якщо врахувати опір ліній зв’язку формулами (16.19)÷(16.24) та вважати, що датчик Д і приймач П однакові машини, то в лініях зв’язку з урахуванням (16.18)÷(16.25) будуть проходити струми:

;

; (16.52)

.

Ці струми створюють МРС:

;

; (16.53)

де амплітуда МРС F_т визначається формулою (16.30) з урахуванням амплітуди струму І_т.

Додаючись, ці МРС створюють результуючу МРС

. (16.54)

Подовжня та поперечна складові МРС приймача можуть бути визначені таким чином.

.

Якщо врахувати (16.12), то

. (16.55)

Аналогічно

,

або

. (16.56)

Підставляючи з (16.55), (16.56) у (16.54), одержимо:

. (16.57)

Отже, МРС приймача F_П повертається на кут θ відносно подовжньої осі у напрямі, протилежному поворотові ротора датчика.

МРС F_П створює магнітний потік та ЕРС на затискачах обмотки збудження приймача:

. (16.58)

З формули (16.58) витікає, що при θ=0 Е=Е_т . Значно зручніше було б, якби Е була пропорційною θ. Для цього ротор приймача у початковому положенні попередньо повертають на 90º. Тоді

. (16.59)

В схемах синхронної передачі виконавчий двигун живиться від приймача через підсилювач. При цьому одночасно повертається і ротор приймача до тих пір, доки не стане θ=0.

Підсилювальний пристрій повинен споживати від вихідної обмотки приймача мінімальну потужність, оскільки в протилежному випадку виникають значні стуми, які створюють реакцію якоря й створюють залежність Е(θ).

Важливими характеристиками сельсина в трансформаторному режимі є питома вихідна ЕРС (ЕРС при θ=1º) та крутість Е_S кривої Е(θ):

. (16.60)

16.4 Одновісні сельсини

Одновісні сельсини мають однопроменеву (однофазну) обмотку синхронізації. Схема вмикання одновісних сельсинів наведена на рис.16.10.

Рис. 16.10. Схема вмикання одновісних сельсинів

При повороті роторів датчика та приймача на кути θ_д та θ_п в обмотках синхронізації виникають ЕРС:

;

(16.61)

Якщо θ_д≠θ_п й z_д=z_п=z, то в лінії проходить струм

. (16.62)

З формули (16.62) витікає, що при θ_д=±θ_п струм І=0, тобто за один оберт сельсин має два стійких положення, які відрізняються одне від одного на 2θ_д. Тому ротор приймача може повертатись при повороті ротора датчика в той чи інший бік. Підставляючи у (16.62) з формули (16.12), одержимо:

, (16.63)

, (16.64)

де F_т визначається формулою (16.46).

Синхронізуючий момент М_с дорівнює:

. (16.65)

Зі співвідношення (16.65) витікає, що момент М_с сельсина з одновісною обмоткою залежить від θ та θ_д. При θ_п=0 (θ_д-θ=0) момент М_с=0 при будь-якому θ. Ці властивості одновісного сельсина обмежують область його застосування лише індикаторним режимом за умови, що θ_п=0÷180º.