2 7. Система электропривода "бесконтактный двигатель постоянного тока.

Б ДПТ – это система ЭП состоящая из синхронного двигателя (СД) с трапецеидальным ЭДС вращения с дискретным датчиком положения ротора (ДДПР) и инвертором (ВК) формируемый в фазах двигателя переменный прямоугольный ток. ВК получает питание от источника = напряжения. Если источник получает питание от сети через выпрямитель и фильтр, то вся силовая схема является преобразователем частоты (ПЧ). СД с трапецеидальной ЭДС вращения представляет собой машину сосредоточенной 3-ех фазной обмоткой на статоре с трапецеидальным распределением магнитной индукции в зазоре машины. ДДПР осуществляет формирование сигналов для коммутации фаз двигателя в определенных положениях ротора.

Д ля получения max момента двигателя при данном токе необходимо, чтобы на интервале постоянного значения ЭДС в фазах якоря протекал = ток. ДДПР формирует сигналы соотв. постоянному значению ЭДС фаз, необходимые для открывания соответствующих транзисторов и формирования = тока в данной фазе. Для получения max моментов при данном токе необходимо, чтобы ток протекал по двум фазам двигателя, коммутация фаз проходила через 60 град. и была строго синхронизирована с ЭДС якоря.

Кривые приведены для случая, когда машина работает генераторном и формирует в фазах трапецеидальное ЭДС. При использовании машины в двигательном режиме управление скоростью и динамическими режимами (пуск, торможение) обеспечивается путем регулирования напряжения. Регулировать напряжение на двигателе можно осуществить с помощью ШИМ напряжения источника питания Uип, точно также как это осуществляется в преобразователе с широтно-импульсным управлением постоянного тока. Т.к схема инвертора содержит 6 транзисторов (а в ПШИУ 4), то в схеме происходит изменение ее структуры (рабочей части) в зависимости от положения ротора (магнитного потока) по сигналу ДДПР. Вследствие того, что изменяется структура и происходит коммутация фаз, в работе схемы выделяют два интервала: 1) межкоммутационный 2) коммутационный. На межкоммутационном интервале ток протекает по двум фазам. На коммутационном интервале ток протекает по 3 фазам.

23 Вращающийся трансформатор

Устройство: Вращающиеся трансформаторы являются двухполюсными (в основном) или многополюсными электрическими машинами. По конструкции аналогичны асинхронным электродвигателям с фазным ротором. Статор и ротор набираются из листов электротехнической стали. В пазы статора и ротора укладываются по две взаимно перпендикулярные обмотки. Вращающиеся трансформаторы подразделяются на контактные и бесконтактные, с ограниченным и неограниченным углом поворота ротора.

Для систем точного отсчёта и синхронно-следящих систем применяются дисковые приёмники и датчики — индуктосины^[2], состоящие из плоских статора и ротора, многослойные обмотки которых выполнены в виде печатных проводников (обмотка ротора однофазная, статора — двухфазная).

Р ежим работы:: синус-косинусные (выходное напряжение одной из обмоток трансформатора пропорционально синусу угла поворота ротора, а другой — косинусу); линейные (выходное напряжение пропорционально углу поворота); масштабные (выходное напряжение пропорционально входному с коэффициентом пропорциональности (масштабом), определяемым углом поворота ротора); датчики и приёмники систем передачи угла (выполняют функции, аналогичные трансформаторным сельсинам); первичные преобразователи для индукционных фазовращателей и др. Работа вращающихся трансформаторов в системах синхронной связи аналогична работе сельсинов. Вращающиеся трансформаторы обеспечивают более высокую точность, но для их работы необходимы дополнительные усилительные устройства с большим коэффициентом усиления, так как их выходная мощность меньше, чем у сельсинов^[2].

Сельсин — индукционная машина системы индукционной связи. Сельсинами называются электрические микромашины переменного тока, обладающие свойством самосинхронизации. Сельсин-передачи работают аналогично обычным механической передачи, но в них крутящий момент между валами создаётся не при помощи непосредственно контактирующихшестерён, а посредством изменяющегося магнитного потока.

Простейший сельсин состоит из статора с трёхфазной обмоткой (схема включения — треугольник или звезда) и ротора с однофазной обмоткой. Два таких устройства электрически соединяются друг с другом одноимёнными выводами — статор со статором и ротор с ротором. На роторы подаётся одинаковое переменное напряжение. При этом вращение ротора одного сельсина вызывает поворот ротора другого сельсина.

Переменный ток в роторе одного из сельсинов (сельсин-датчика) создаёт в обмотках его статора ЭДС, тем самым вызывая переменный ток через соответствующие обмотки статора второго сельсина (сельсин-приёмника). Переменное магнитное поле, создаваемое этим током, взаимодействует с переменным магнитным полем ротора сельсин-приёмника; возникающий вращательный момент пропорционален разнице между положениями роторов датчика и приёмника, и вызывает поворот последнего до тех пор, пока их положения не станут совпадать.

Сельсины и системы дистанционной передачи угла поворота подразделяются на две группы: трёхфазные силовые и однофазные.

Трёхфазные сельсины

Трёхфазные сельсины применяются в системах, где требуется обеспечить синфазное и синхронное вращение двух двигателей (валов), находящихся на расстоянии друг от друга.

Однофазные сельсины

Однофазные сельсины могут работать в двух режимах.

Схема подключения однофазных сельсинов в индикаторном режиме

Недостатки: Невысокая точность синхронизации, когда сельсин находится под нагрузкой. Для этого в передающей цепи применяют пару сельсинов — «грубый» и «точный» (последний установлен через редуктор и за один оборот основного вала делает несколько оборотов). Если сигнал с грубого сельсина слабее некоторого порога, автоматика передаёт в линию сигнал с точного. Не нагруженный исполнительными механизмами сельсин колеблется с частотой переменного тока — приходится использовать демпферы.

Датчик скорости

Д атчики скорости (тахогенераторы). Эти датчики предназначены для измерения скорости вращения вала двигателя или исполнительного органа рабочей машины. Они представляют собой специализированные электрические машины небольшой мощности, выходное напряжение Uвых которых пропорционально скорости вращения якоря (ротора). По принципу своего действия и устройству тахогенераторы бывают постоянного и переменного тока.Тахогенераторы постоянного тока представляют собой небольшие генераторы постоянного тока с возбуждением от независимого           источника  или от постоянного магнита. Тахогенераторы переменного тока в большинстве случаев применяются асинхронного типа и по своему устройству мало отличаются от однофазных асинхронных двигателей. Они имеют две обмотки: одна из которых ОВ подключается к питающей сети и служит для возбуждения тахогенератора, а другая ОИ является измерительной. Напряжение на зажимах этой обмотки  пропорционально скорости вращения тахогенератора.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Работа устройства заключается в пропорциональном отношении скорости вращения вала генератора к его электродвижущей силе (ЭДС). Величина потока возбуждения сохраняется неизменной.