13.12 Сельсины

Сельсины — это устройства, похожие на небольшие электро­двигатели, но в отличие от последних не вращающиеся непре­рывно при подаче на них электроэнергии. Эти устройства вы­полняют функцию преобразования, т. е. могут преобразовать информацию о положении в электрический сигнал, при помощи которого можно дистанционно воспроизвести идентичное меха­ническое состояние. Таким образом, сельсины, или синхронные устройства, могут преобразовывать механическую величину в электрическую и наоборот.

Сельсины благодаря их передаточным характеристикам мож­но использовать для передачи данных путем преобразования информации о положении вала в электрические сигналы и пе­редачи их по проводам. В месте приема при помощи этих сиг­налов другой вал устанавливается в положение, соответствую­щее положению первого вала. Это позволяет осуществлять син­хронное вращение валов без механического соединения между яими. Следует, однако, иметь в виду, что сельсины не могут развивать большого вращающего момента. Поэтому в некото­рых случаях вращающий момент на втором валу требуется уси­ливать с тем, чтобы он имел достаточную величину для прео­доления нагрузки на валу. Используемые для этой цели устрой­ства называют сервомеханизмами. В тех случаях, когда требуется дистанционно воспроизвести только показание какой-либо шкалы, усиливать вращающий момент вала не требуется.

Сельсины бывают трех основных типов. Сельсины, которые вырабатывают сигнал посредством изменения угла поворота, называют генератором или сельсин-датчиком. Сельсин, располо­женный на .некотором расстоянии от первого и принимающий его сигналы, называют мотором или сельсин-приемником.

Если между генератором и мотором применяется промежу­точный сельсин, то его называют дифференциальным сельсином. Схема и рабочие характеристики дифференциального сельсина .будут рассмотрены ниже.

Синхрогенераторы и моторы имеют по пять внешних выходов (рис. 13.11,а). Соединение генератора и мотора показано на рис. 13.11,6. Заметим, что символы мотора и генератора иден­тичны и соответствующие выводы, обозначенные через S, сое­диняются между собой. Питающее напряжение подводится к выводам обмотки ротора, обозначенным Ri и R₂. Обмотка ротора эквивалентна первичной обмотке трансформатора. Три вторичные обмотки обозначены на рисунке символами 5_Ь 5₂ и 5₃. Эти обмотки расположены в статоре и сдвинуты относи­тельно друг друга на 120°. (Пространственный сдвиг обмоток не означает, что используется трехфазный ток; для питания здесь применяется однофазный ток.)

Если сельсин-датчик и сельсин-приемник соединить между собой, как показано на рис. 13.11., б, и вал сельсин-датчика ус­тановить в нулевое положение, то вал сельсин-приемника также займет это положение благодаря воздействию электрических сигналов, поступающих в сельсин-датчик. Заметим, что для соединения сельсин-датчика с сельсин-приемником требуются три провода. В нулевом положении осевой полюс обмотки ро­тора совмещен с осевым полюсом обмотки статора S₂, как по­казано на рисунке. В этом положении имеет место трансформа­торное действие, и напряжение 120 В, подаваемое на первичную обмотку (обмотку ротора), индуцирует на обмотке статора 5₂ напряжение 50 В. В этом положении напряжения, наводимые в обмотках Si и 5₃, будут меньше и равны 25 В. Далее между сельсин-датчиком и сельсин-приемником должно установиться равновесие напряжений. При этом ротор сельсин-приемника займет точно такое же положение, что и ротор сельсин-датчика. Следовательно, ось первичной обмотки сельсин-приемника сов­местится с осью обмотки 5₂ статора. В этом положении между сельсин-датчиком и сельсин-приемником ни по одному из трех проводов не будет протекать ток. Если вал сельсин-датчика из­менит свое положение, то будет иметь место разбаланс напря­жений между обмотками сельсин-датчика и сельсин-приемника, в результате чего ротор сельсин-приемника займет то же поло­жение, что и ротор сельсин-датчика. При этом вновь установит­ся равновесие напряжений. В течение времени, когда ротор сельсин-приемника движется в положение, соответствующее по­ложению ротора сельсин-датчика, в соединительных проводах протекает ток. Когда же роторы сельсин-приемника и сельсин-датчика имеют одинаковое положение, протекание тока прекра­щается. Протекание тока и, следовательно, потребление энергии необходимо для создания вращающего момента, который вос­станавливает ротор сельсин-приемника в положение, соответ­ствующее положению ротора сельсин-датчика.

Рис. 13.11. Вид сельсина (с) и схема соединения сельсин-датчика и сельсин-приемника (б).