16.5. Безконтактні сельсини

Контактні сельсина мають низку недоліків, основні з яких полягають в наявності не надійного ковзного контакту, збільшеному моменті тертя, іскрінні і т. д.

Від цих недоліків вільні безконтактні сельсини. Такі сельсини пропонувались ще у 1896р. з появою дистанційної передачі кутових переміщень. Групу сельсинів складають безконтактні сельсини із Z-подібним ротором (рис.16.11).

а) б) в)

Рис. 16.11. Безконтактні сельсини із Z-подібним ротором

У 1901р. Тірман запропонував конструкцію сельсина (рис.16.11, а). Основним недоліком цієї конструкції є наявність повітряного зазору 4. У 1913р. Бекман запропонував конструкцію рис.16.11, б без цього недоліку. Але і в тій, і в іншій конструкції магнітний потік проходить поперек листів пакета статора, що призводить до поганого використання сталі. Не дивлячись на це, конструкція рис.16.11, б краща, оскільки в ній повітряний зазор між статором 1 та ротором 2 менший, ніж в конструкції 16.11, а, яка має кільцеву обмотку синхронізації 6. Обидві конструкції мають котушкові обмотки збудження 5.

На рис.16.11, в наведена конструкція сельсина-телегона. Полюси ротора виконані у вигляді пелюсткових секторів, які обертаються сумісно з порожнистим стрижнем на валу 3. Обмотка збудження нерухома. Z-подібний ротор та ярмо статора виконані з м’якої сталі. Обмотка синхронізації двофазна.

Безконтактні сельсини з винесеним зовнішнім магнітним ланцюгом конструктивно повторюють безконтактний кігтеподібний синхронний генератор фірми Уніон (патент 1897р.). Такий сельсин наведено на рис.16.12. Магнітний потік проходить по двох паралельних гілках магнітного ланцюга та замикається поза статором 1. Безконтактні сельсини, які продукувались в колишньому СРСР, є узагальненням такого типу машин.

Рис. 16. 12. Безконтактний сельсин із зовнішнім магнітним ланцюгом

Вони були розроблені у ВЕІ ім.Леніна у 1938р. професорами А.Т.Іосіфьяном та Д.В.Свечарником. Конструкція такого сельсина наведена на рис.16.13.

Рис. 16.13. Безконтактний сельсин ВЕІ

Статор 1 набирається з листової трансформаторної сталі з поперечним шихтуванням. В статорному пакеті розміщується трипроменева обмотка синхронізації 2. котушки однофазної обмотки збудження 3 у вигляді кілець, які утримуються поперечно шихтованими кільцевими тороїдами 4. Ротор складається з двох пакетів 5 та 6, які шихтовані подовжнім шихтуванням. Ротор сельсина має вал з немагнітної сталі 9.

Основний повітряний зазор між ротором і статором та між кільцевими тороїдами й ротором не більше від 0.2÷0.3 мм.

Шлях проходження магнітного потоку показано на рис.16.13 стрілками. Це два паралельних шляхи 5-1-6-4-8-4-5.

Якщо скласти схему синхронної передачі на таких безконтактних сельсинах та розвернути ротор сельсина-датчика на деякий кут, то, завдяки подовжньому шихтуванню роторних пакетів 5 і 6 магнітний потік, пов'язаний з ротором датчика, повернеться на такий же кут. Це викличе зміну ЕРС в променях обмотки синхронізації. У всьому іншому електромагнітні процеси в схемах з безконтактними сельсинами аналогічні процесам в схемах з контактними сельсинами.

Окрім розглянутих безконтактних сельсинів, існують сельсини з трансформаторним збудженням. Так у 1904р. Е.Тірман запропонував конструкцію такого сельсина, наведену на рис.16.14.

Рис. 16.14. Безконтактний сельсин з трансформаторним збудженням

Однофазна обмотка збудження сельсина 1 живиться від кільцевого однофазного трансформатора, який має первинну 2 та вторинну 3 обмотки. У 1939р. І.М.Садовський запропонував сельсин, який складається з двох машин, виконаних з різним числом полюсів, на одному валу та в одному корпусі. Обмотка статора однієї машини вмикається в мережу, а така ж обмотка іншої машини слугує обмоткою синхронізації. Двократною трансформацією енергія передається на вихід сельсина.

Недоліками сельсинів з трансформаторним збудженням є великі втрати холостого ходу й збільшення аксіальних розмірів. Ці ж недоліки притаманні тією чи іншою мірою всім безконтактним сельсинам.