книги из ГПНТБ / Сафонов А.С. Специальная электротехника учеб. для воен.-мор. команд.-инженер. училищ

роткозамкнутая цепь якоря; соответственно этому про­ исходит двухступенчатое усиление мощности. На первой

пример, при &у = 9000, &У1 = 60 и &у 2 =150. Следовательно, небольшая мощность, подведенная к обмотке управле­ ния, за счет первичного двигателя преобразуется в зна­ чительную мощность на выходе машины.

Важное значение для работы ЭМУ имеет его быстро­ действие, т. е. быстрота реакции на поданный сигнал. Оно в общем случае определяется постоянными времени^ Ty = Ly/ry обмоток управления и T2 — L2/r2 поперечной цепи якоря. Обычно ЭМУ с поперечным полем обладает малой электромагнитной инерцией.

ЭМУ с поперечным полем часто применяются для стабилизации напряжения генераторов и частоты вра­ щения электродвигателей. На рис. 23.22 изображена схе­ ма для стабилизации напряжения генератора независи­ мого возбуждения. Одна обмотка управления питается постоянным током от внешнего источника и создает не­ изменный магнитный поток Ф ь а другая включена на напряжение генератора и создает магнитный поток Ф2 ,

уменьшение вызывает уменьшение напряжения на зажи­ мах усилителя и уменьшение силы тока в обмотке воз-

640

буждения генератора-до такого значения, при котором напряжение генератора достигает прежней величины. Наоборот, при понижении напряжения генератора ре­ зультирующий магнитный поток усилителя увеличивает­ ся, благодаря чему напряжение генератора возрастает до установленного значения.

ЭМУ с п р о д о л ь н ы м п о л е м

Электромашинный усилитель с продольным полем в принципе представляет собой•генератор параллельного

• Сопротивление цепи параллельного возбуждения устанавливается с помощью реостата г несколько боль­ ше критического. В этом случае при отсутствии сигнала в обмотке управления генератор не возбуждается. Если

541

же сопротивление цепи параллельного возбуждения меньше критического, то машина становится неуправ­ ляемой, т. е. машина в любой момент может самовозбу­ диться.

Принцип работы ЭМУ с продольным полем состоит в следующем. При подаче сигнала на обмотку управле­ ния создается м. д. с. I\WY (рис. 23.24), которая при вра­ щении якоря наводит в обмотке э. д. с. Е\. Под влия­ нием этой э. д. с. в цепи параллельной обмотки возбу-

Рис. 23.24. Характеристика холостого хода ЭМУ с продольным полем

ждения возникает ток / в , и усилитель начинает самовоз­ буждаться. Процесс самовозбуждения будет продол­ жаться до точки А (рис. 23.24), когда э. д. с. якоря Е станет равной падению напряжения в цепи параллель­

на характеристике холостого хода необходимо характе­

ки холостого хода и вольтамперной характеристики цепи возбуждения. При включении нагрузки гя в цепь якоря

напряжение Ua на его зажимах уменьшается под влия­

нием падения напряжения в цепи якоря /я /я> размагни-

542

чивающего действия реакции якоря и уменьшения тока возбуждения вследствие снижения напряжения, обуслов­

Этим и объясняется то, что малые токи управления соз­ дают большие токи и мощности на выходе усилителя.

Коэффициент усиления ЭМУ с продольным полем по мощности равен отношению

Коэффициент усиления ЭМУ с продольным полем малой мощности достигает 400 -н 2000. Для повышения мощности и коэффициента усиления создаются много­ ступенчатые ЭМУ.

§23.8. СЕЛЬСИНЫ

Всовременной технике для передачи на расстояние угловых перемещений или электрических сигналов, про­ порциональных угловым перемещениям, широко приме­ няются индукционные системы синхронной передачи. Ос­ новными элементами таких систем являются индукцион­ ные микромашины, используемые в качестве датчиков и приемников угловых перемещений. Эти микромашины, обладающие свойством самосинхронизации, получили название сельсинов.

Сельсины и соответствующие им индукционные си­ стемы синхронной передачи можно разделить на две группы: трехфазные и однофазные. Трехфазные сель­ сины конструктивно подобны фазным асинхронным элек­ тродвигателям и применяются обычно в установках от­ носительно большой мощности для синхронного враще­ ния двух и более валов приводных двигателей, механи­ чески не связанных между собой. В установках же ма­ лой мощности используются главным образом однофаз­ ные сельсины. На рассмотрении однофазных сельсинов и режимов их работы и остановимся.

543

Однофазные сельсины, подобно другим индукцион­ ным машинам, состоят из двух основных частей — ста­ тора и ротора. Эти микромашины имеют однофазную обмотку возбуждения и трехфазную вторичную обмотку синхронизации. По форме исполнения ротора однофаз­ ные сельсины разделяются на контактные и бесконтакт­ ные сельсины.

Контактные сельсины обычно изготовляются в двух конструктивных исполнениях, принципиально не отли­ чающихся друг от друга. В первом исполнении

Рис. 23.25. Конструктивные исполнения контактных сельсинов

(рис. 23.25, а) однофазная обмотка возбуждения нама­ тывается на два явно выраженных полюса статора, меж­ ду которыми находится ротор с неявно выраженными по­ люсами и трехфазной обмоткой, соединенной звездой. Свободные концы трехфазной обмотки присоединены к трем контактным кольцам, сидящим на валу. По кон­ тактным кольцам скользят металлические щетки, укреп­

ми полюсами. Поэтому сельсины имеют два контактных кольца. Роторы двухконтактных сельсинов получаются легче и с меньшим моментом трения. Скользящие кон­ такты этих сельсинов находятся под относительно высо­ ким напряжением возбуждения. В результате вероят­ ность потери контакта от загрязнения колец снижается.

544

Рис. 23.27. Конструктивная схема бесконтактного сельсина

тора и ротора. Статор представляет собой цилиндр / из алюминиевого сплава, имеющий по внутреннему диа­ метру восемь продольных канавок. В этих канавках раз-

545

мещены стальные стержни 2, образующие внешнюю часть магнитопровода. Внутри цилиндра укреплен сер­ дечник 3 статора, в пазы которого уложена трехфазная обмотка 4, соединенная звездой. Над лобовыми частями трехфазной обмотки расположена однофазная обмотка возбуждения 5 из двух секций, имеющих форму колец прямоугольного сечения.

Ротор бесконтактного сельсина обмоток не имеет. Он является вращающимся магнитопроводом, который со­ стоит из двух сердечников-полюсов 6 Г-образной формы, насаженных на вал из немагнитной стали и разделен­ ных немагнитной прокладкой 7 из пластмассы или алю­

На рис. 23.27 показано для некоторого момента вре­ мени направление переменного тока в обмотке возбужде­ ния, а также направление магнитного потока, создан­ ного этим током. При изменении направления тока в об­ мотке возбуждения меняется только направление маг­ нитного потока, но путь его при этом не меняется. Не­ трудно видеть, что магнитный поток в полюсах направ­ лен вдоль ротора. Поэтому при повороте ротора повора­ чивается и * магнитный поток возбуждения, который, пересекая неподвижную трехфазную обмотку, индуци­ рует в каждой ее фазе электродвижущую силу.

Устранение скользящих контактов в бесконтактных сельсинах несколько повышает точность передачи угла и увеличивает надежность их работы. Однако бесконтакт­ ные сельсины вследствие сложной конструкции магнит­ ной системы имеют несколько большую массу и габари­ ты, чем контактные сельсины.

БС — бесконтактный сельсин-приемник. Цифры, стоящие после буквенного обозначения, указывают номер типа сельсина и характеризуют его конструктивные пара­ метры.

546

Таблица 23.6

Основные данные некоторых однофазных сельсинов

Здесь U2 — вторичное напряжение.

Однофазные сельсины обычно работают в двух ос­ новных режимах: индикаторном и трансформаторном. Индикаторный режим работы применяется для пере­ дачи угла на расстояние в тех случаях, когда на валу сельсина-приемника находится только уравновешенная стрелка. При этом угол, задаваемый датчиком, прием­ ник отрабатывает самостоятельно. Трансформаторный режим работы применяется тогда, когда необходимо осуществить передачу угла механизму со значительным моментом сопротивления. В этом случае сельсин-прием­ ник, работая в трансформаторном режиме, воздействует на усилительную схему системы. Принцип работы кон­ тактных и бесконтактных сельсинов в каждом из этих режимов одинаков.

И н д и к а т о р н ы й р е ж и м р а б о т ы с е л ь с и н о в

На рис. 23.28 показана схема соединения двух оди­ наковых контактных сельсинов, работающих в индика­ торном режиме. Трехфазная обмотка датчика Д соеди­ нена с трехфазной обмоткой приемника П, образуя зам­ кнутую трехфазную систему. Обмотки же возбуждения датчика и приемника подключены к общему источнику однофазного тока постоянной частоты.

547

Однофазный ток, протекая по обмоткам возбужде­ ния, создает в каждой машине пульсирующий магнит­ ный поток Ф в . Эти потоки, равные по величине в силу идентичности сельсинов, наводят в обмотках роторов датчика и приемника переменные э. д. с , действующие значения которых зависят от положения обмоток рото­

ров относительно магнитных потоков, т. е. от углов по­ воротов роторов:

индуцирующиеся э. д. с. соответствующих фазных об­ моток роторов будут одинаковы по величине и направ­ лены навстречу друг другу, поэтому они будут уравно­

548

то э. д. с. не будут равны и под влиянием разности ей соответствующих э. д. с. Яд и £ п в фазах возникнут уравнительные токи. Так как все э. д. с. в уравнениях (23.24) имеют одну и ту же временную фазу, то урав­ нительные токи можно определить так:

h — —25—' 7 2 = — & — ; 3 = = — 2 5 — ' ( 2 3 . 2 5 )

где z — сопротивление обмотки ротора; сопротивление соединительных проводов не учитывается.

Эти токи, проходя через фазные обмотки роторов, взаимодействуют с магнитными потоками возбуждения. Поэтому в обеих машинах создаются электромагнитные вращающие моменты, стремящиеся повернуть роторы дат­ чика и приемника в согласованное, т. е. одинаковое, по­ ложение. Если ротор датчика зафиксировать, то ротор приемника под действием вращающего момента будет поворачиваться до тех пор, пока уравнительные токи не станут равны нулю, т. е. пока приемник не отработает угол, заданный поворотом датчика.

Электромагнитный момент, приводящий систему в со­ гласованное положение, называется синхронизирующим моментом. Последний для сельсинов практически про­ порционален синусу угла рассогласования 8 = а д — а п ме­ жду роторами датчика и приемника:

т. е. крутизну начального участка характеристики:

< 2 а 2 7 )

Из статической характеристики следует, что сельсин имеет две точки согласованного равновесия: при 8=0 и

549