§ 5.7. Некоторые особенности конструкции сельсинов

Все сельсины (индикаторные и трансформаторные) выпускаются только двухполюсными. Почему? Ответ на вопрос смотрите на рис. 5.13, где показано два положения обмоток синхронизации четырехполюсного сельсина: одно сплошными линиями, другое, повернутое на 180⁰, - пунктирными линиями. Легко убедиться, что магнитные условия в этих положения совершенно одинаковые, а это значит, что в индикаторном режиме сельсин будет иметь два устойчивых положения в пределах одного оборота. Ясно, что это недопустимо. Сельсин должен иметь только одно устойчивое положение в пределах одного оборота, что возможно только в двухполюсном исполнении.

Рис. 5.13. К вопросу о числе полюсов сельсинов

Большинство сельсинов выпускается с тремя обмотками синхронизации. Почему? На рис. 5.14 показана индикаторная схема с сельсинами, имеющими по одной обмотке синхронизации (такие сельсины называются о д о о с н ы м и). Очевидно, что при повороте датчика на угол a_д приемник повернется на такой же угол, но может как согласно с датчиком, так и противоположно ему, ибо магнитные условия при +a_пи -a_п совершенно одинаковые. Поэтому одноосные сельсины могут применяться только в установках, в которых направление поворота приемной оси заранее о д н о з н а ч н о определено.

§ 5.8. Дифференциальный сельсин

Дифференциальные сельсины (ДС) применяются в тех случаях, когда приемная ось должна поворачиваться на угол, равный с у м м е или р а з н о с т и углов поворота двух задающих осей. На рис.5.15 представлена схема индикаторной связи с использованием в качестве приемника дифференциального сельсин.

Конструктивно дифференциальный сельсин не отличается от асинхронного двигателя с фазным ротором.

Рис. 5.15. Система синхронной связи с дифференциальным сельсином

Магнитные потоки возбуждения первого и второго датчиков Ф_в1, Ф_в2 индуцируют в обмотках синхронизации ЭДС, под действием которых протекают токи и возникают магнитные потоки статора и ротора дифференциального сельсина Ф_с, Ф_р. В согласованном положении (a_д1 = 0, a_д2 = 0) эти потоки совпадают и момент ДС равен нулю (рис. 5.16, а).

Рис. 5.16. К вопросу о работе дифференциального сельсина

При повороте датчиков на углы a_д1 и a_д2на такие же углы, но в обратном направлении (см. § 5.6) повернутся магнитные потоки статора и ротора ДС. Между ними образуется уголq в данном случае равныйсумме углов a_д1 и a_д2(рис.5.16 б). Стремление потоков Ф_с, Ф_р снова придти в согласованное положение приводит к образованию вращающего момента ДС, под действиемкоторого его ротор поворачивается на уголq. Направление поворота ротора ДС всегдасовпадает с направлением поворота вектора Ф_р к вектору Ф_с. Если датчики повернуть на углыa_д1 и a_д2в одном направлении, ротор ДС повернется на угол q, равный их разности.

§ 5.9. Магнитоэлектрические сельсины (магнесины)

Магнесины - миниатюрные бесконтактные сельсины применяются в системах индикаторной связи при коротких расстояниях между датчиком и приемником в условиях невысоких требований к точности передачи угла.

Рис. 5.17. Схема синхронной связи на магнесинах

Статор магнесина выполнен из листового пермалоя в виде тороида, на котором намотана кольцевая обмотка возбуждения (рис.5.17). Через 120⁰ на обмотке сделаны два отвода. Ротор - постоянный магнит цилиндрической формы.

При питании обмотки возбуждения переменным током возникает магнитный поток Ф_В, который замыкается по тороиду и пульсирует с частотой сети возбуждения f₁ (рис.5.18). В те моменты времени, когда поток максимальный, пермалоевый сердечник сильно насыщается и его проводимость l становится минимальной. В те же моменты времени, когда поток Ф_В минимальный или равен нулю, проводимость пермалоя становится максимальной. Таким образом, за один период изменения потока Ф_В проводимость пермалоя lд в а ж д ы изменяется по величине, т.е. она пульсирует с д в о й н о й частотой f = 2f₁.

В такт с проводимость сердечника изменяется поток постоянного магнита Ф_ПМ, также замыкающийся по тороиду. Этот поток индуцирует в обмотке магнесина ЭДС двойной частоты. Если датчик и приемник находятся в согласованном положении, ЭДС двойной частоты в точках 1,2,3 датчика и соответственно 1,2,3 приемника равны и взаимно уравновешивают друг друга.

При повороте датчика на какой-то угол равенство ЭДС нарушается, по обмоткам протекают токи двойной частоты, которые, взаимодействуя с потоком постоянного магнита, развивают вращающий момент и поворачивают приемник на заданный угол. Следует заметить, что ЭДС основной частоты в точках 1,2,3 не зависит от положения ротора.

Обычно погрешность магнесинов составляет 1 ÷ 2,5⁰.

Рис. 5.18. К вопросу о работе синхронной связи на магнесинах