Устройство сельсинов
Сельсины состоят из статора и ротора. Они имеют одну обмотку возбуждения и три, сдвинутых в пространстве на 1200 и соединенных в звезду, обмотки синхронизации. Сельсины бывают контактные и бесконтактные.
Рис.12. Конструктивные схемы контактных сельсинов
Магнитная система контактных сельсинов может быть неявнополюсной (рис.5.2, а,) или явнополюсной (рис.5.2, б, в). Обмотка возбуждения может располагаться как на роторе, так и на статоре. Первая конструкция более предпочтительна, т.к. имеет только два кольца вместо трех.
Большим недостатком контактных сельсинов является наличие скользящего контакта, переходное сопротивление которого может изменяться в довольно широких пределах. Это снижает точность передачи угла и уменьшает надежность работы систем синхронной связи.
Широкое распространение получили бесконтактные сельсины, не имеющие указанного недостатка.
Рис. 13. Конструктивная схема и магнитная цепь бесконтактного сельсина
Ротор-Р бесконтактного сельсина (рис.13) имеет два стальных пакета, разделенных немагнитным материалом - НМ (обычно сплавом алюминия). Пакеты ротора шихтованы в продольном направлении. Статор состоит из сердечника - С и двух колец - К. В пазах статора уложена обмотка синхронизации - ОС, выполненная по типу трехфазной. К кольцам примыкают пакеты внешнего магнитопровода - ВМ, то же шихтованных в продольном направлении. Обмотка возбуждения - ОВ выполнена в виде двух кольцевых катушек.
Магнитный поток, созданный обмоткой возбуждения, замыкается по пути, показанному на рис.5.3. Из одного пакета ротора он проходит через небольшой воздушный зазор в статор - С. Затем по его спинке проходит половину окружности и выходит в другой пакет ротора. Отражаясь от косого зазора, он по кольцу - К и внешнему магнитопроводу - ВМ снова попадает в первый пакет ротора. При повороте ротора изменяется положение потока возбуждения относительно обмоток синхронизации, поэтому ЭДС, индуцируемые в них, будут зависеть от угла поворота ротора так же, как и в контактном сельсине.
Недостатком бесконтактных сельсинов является худшее использование активных материалов. Их масса примерно в 1, 5 раза больше, чем контактных. Объясняется это большими воздушными зазорами, вследствие чего сельсины имеют значительные потоки рассеяния и большие намагничивающие токи.
Некоторые особенности конструкции сельсинов
Все сельсины (индикаторные и трансформаторные) выпускаются только двухполюсными. Почему? Ответ на вопрос смотрите на рис. 14, 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. 14. К вопросу о числе полюсов сельсинов
Дифференциальный сельсин
Дифференциальные сельсины (ДС) применяются в тех случаях, когда приемная ось должна поворачиваться на угол, равный сумме или разности углов поворота двух задающих осей. На рис.15 представлена схема индикаторной связи с использованием в качестве приемника дифференциального сельсин.
Конструктивно дифференциальный сельсин не отличается от асинхронного двигателя с фазным ротором.
Рис. 15. Система синхронной связи с дифференциальным сельсином
Магнитные потоки возбуждения первого и второго датчиков Фв1, Фв2 индуцируют в обмотках синхронизации ЭДС, под действием которых протекают токи и возникают магнитные потоки статора и ротора дифференциального сельсина Фс, Фр. В согласованном положении (aд1 = 0, aд2 = 0) эти потоки совпадают и момент ДС равен нулю (рис. 16а).
Рис. 16. К вопросу о работе дифференциального сельсина
При повороте датчиков на углы aд1 и aд2 на такие же углы, но в обратном направлении повернутся магнитные потоки статора и ротора ДС. Между ними образуется угол в данном случае равный сумме углов aд1 и aд2(рис. 16 б). Стремление потоков Фс, Фр снова придти в согласованное положение приводит к образованию вращающего момента ДС, под действием которого его ротор поворачивается на угол θ. Направление поворота ротора ДС всегда совпадает с направлением поворота вектора Фр к вектору Фс. Если датчики повернуть на углы aд1 и aд2 в одном направлении, ротор ДС повернется на угол θ, равный их разности.