методические указания по лабораторным работам / ИССЛЕДОВАНИЕ И НАСТРОЙКА СЕЛЬСИНОВ В СЛЕДЯЩИХ СИСТЕМАХ

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

ИССЛЕДОВАНИЕ И НАСТРОЙКА СЕЛЬСИНОВ В СЛЕДЯЩИХ СИСТЕМАХ

Методические указания к выполнению

лабораторной работы по курсу “Элементы и устройства систем управления”

для студентов специальности 2101

Одобрено

редакционно‑издательским советом

Саратовского государственного

технического университета

Саратов 1999

Ц е л ь р а б о т ы: ознакомление с принципом действия, конструкцией, режимами работы сельсинов в следящих системах автоматики.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

В системах автоматического контроля и регулирования возникает необходимость передавать на расстояние заданный угол поворота вала контролируемого или регулируемого объекта или получать информацию о угловом положении вала этого объекта. В этих случаях, когда необходимо передать на расстояние положение какого-либо регулирующего органа: клапана, заслонки вентиля и т.д., сельсины, работающие в индикаторном режиме, являют­ся наиболее удобными устройствами. Особенно в тех условиях, когда по условиям биологической опасности человек не может подойти к регулирующему органу, и показания передаются на пульт управления. Так, например, в современных ядерных реакторах по­ложение регулирующих и компенсирующих стержней, характеризующих запас ядерного горючего в реакторе, передаётся также на пульт оператора с помощью сельсинов, работающих в индикаторном режиме.

На рис. 1 показана индикаторная система дистанционной передачи угла. При повороте вала на угол  сельсин-датчиком /СД/ вырабатывается соответствующий этому углу сигнал, который пере­дается по линии связи /ЛС/ на сельсин-приемник /СП/, где он преобразуется в угловое перемещение ротора СП на угол .

Если роторы сельсинов СД и СП занимают одинаковое положение относительно собственных обмоток возбуждения /ОВ/, то

в обмотках фаз синхронизации этих сельсинов наводятся одинаковые ЭДС: Е_лд=Е_АП; Е_BD=E_BП; Е_CD=E_СП. В этом случае разность ЭДС в цепи одноименных фаз обмоток синхронизации равны нулю, ток в ЛС отсутствует/ IA=0; IB=0; Ic=0/ и система находиться в равновесии.

Если же ротор СД повернется на угол _g , а ротор СП останется в прежнем положении /_п=0/, то появиться угол рассогласования :

=_g-_п

и нарушиться равновесие ЭД.с в цепи синхронизации, т. е. Е_АDЕ_АП; E_BD Е_BП; Е_CDE_СП. .А т.к. одноименные фазы обмотки синхронизации Д и П включены встречено, то в цепях этих обмоток появиться результирующая ЭДС ΔЕ, под действием которых в обмотках синхронизации Д и П появятся уравнительные токи:

I_A= ΔЕ/Z

I_A= ΔЕ/Z

I_A= ΔЕ/Z

Где Z – суммарное сопротивление коку синхронизации;

Z=Z_D+Z_П+Z_Л

Эти токи проходят по виткам фаз обмоток синхронизации, создают намагничивающие силы в Д и П. Поперечные составляющие ЭДС F_Dq и F_Пq

Взаимодействуют с магнитными потоками возбуждения и создают в П и Д вращающие синхронизирующие моменты М_CD и М_СП. Т. е. Индикаторная система дистанционной передачи угла является самосинхронизирующей.

На рис. 1 показана трансформаторная система дистанционной передачи угла поворота

на вал рабочего механизма, когда необходим значительный вращающий момент. Основные элементы трансформаторной системы:

сельсин-датчик /СД/, сельсин-приемник /СП/, усилитель мощности /У/, исполнительный двигатель /ИМ/ и редуктор/Р/, предназначенный для редукции частоты вращения и усиления вращающего момента.

В трансформаторной системе токи синхронизации создаются только электродвижущими силами, наведенными с датчиками , а не разностью ЭДС, как в индикаторной системе. Результирующая МДС синхронизации по продольной оси, созданная токами синхронизации, создает пульсирующий магнитный поток, который наводит в ОВП ЭДС:

Е_вых = Е_max sin_D

Т. е. ОВП выполняет функцию генераторной обмотки. Этот сигнал напряжения Е_вых U_вых поступает на вход У, на выход которого включена обмотка управления ОУ ИДМ. При этом ротор двигателя приводит во вращение, которое через понижающий редуктор /Р/ передается на вал рабочего механизма /РО/ и на ротор СП. Т. е. СП самостоятельно не обрабатывает заданный угол поворота, а только выдает сигнал на включение ИД, который осуществляет отработку заданного угла поворота.

ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Лабораторная установка включает сельсин-датчик /СД/, сельсин-приемник /СП/, которые соединены линией связи. Питание стенда осуществляется путем подключения его через питающий кабель к сети переменного тока 220 В 50 Гц, что соответствует характеристикам СД и СП. За лицевой панелью стенда установлено электронное реле времени и смонтирован коммутатор. Для подачи питания выключатель В переводиться в режим «включено». Загорается сигнальная лампочка «напряжение продано». Через понижающий трансформатор Т напряжение питания 12 В, затем на выходе диодного выпрямителя имеем напряжение +12 В, которое через сглаживающий конденсатор С и переключатель SB1 подается на схему электронного реле времени, собранного по типовой схеме с усилителем тока на выходе, который на выходе подключен к магнитному реле.

Времязадающая цепочка собрана на элементах R1, C2, R2, с помощью переменного резистора R2 можно изменить время разряда конденсатора С, а следовательно, работы всего электронного устройства.

Эклектическая защита от КЗ во вторичной цепи осуществляется за счет плавких предохранителей F1.

ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСТНОСТИ

При выполнении лабораторной работы необходимо выполнять общие правила техники безопасности:

• установку включать в сеть только после ознакомления с ее устройством и только по разрешению преподавателя;

• перед включением установки в сеть предупредить всех присутствующих членов бригады;

• при обнаружении неисправности (искрение, запах и т. п.) немедленно отключить установку от сети и сообщить преподавателю;

• категорически запрещается производить устранение неисправностей, переключением клемм;

• работать на установке разрешается в составе бригады из двух студентов.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с лабораторной установкой, записать технические данные приборов, подготовить необходимые таблицы для записи результатов наблюдений.

2. Проверить: выключатель В1 в положении "выкл" - контрольная лампочка не горит.

3. Установить переключатель SB1 положение 1;

переключатель SB2 в положение 1; тумблер переменного резистора изменения времени и крайнее левое положение.

4. Индикаторный режим:

- включить стенд в питающую сеть;

- перевести переключатель Б1 в положение "включено",

- загорится контрольная лампа "напряжение подано";

- выполнить поворот СД на заданная угол,

- зафиксировать положение СП и записать в таблицу

- выключить стенд: выключатель В1 в положении "выключено".

5. Трансформаторный режим;

- перевести переключатель SB1 в положение 1; переключатель SB2 в положение 2;

- установить СД и СП в нулевое положение;

- включить стенд выключателем В1 , загорается конт­рольная лампочка ''напряжение подано";

- одновременно с включением выключателя В1 наблюдается синхронное вращение СД и СП, т. к. при этом происходит включение электромотора Д1 навалу которого закреплен СП;

- после заданного времени синхронного вращения СД И СП закончить режим отключением выключателя В1;

- зафиксировать положение СД и СП и записать в таблицу.

6. Синхронный режим

- установить стрелки СД и СП в нулевое положение;

- перевести переключатель SВ1, в положение 2, SB2 в

положение 3,

- установить время работы системы в синхронизирующем режиме - провести синхронизирующий режим, переключая переключатель В1;

• зафиксировать положение СД и СП и записать в таблицу.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕТА

Вычислить параметры рассогласования систем СД-СП для индикаторного, трансформаторного, синхронизирующих режимов.

СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Отчет о работе оформляется в отдельной рабочей тетради и содержит:

1. Название лабораторной работы.

2. Цель работы.

3. Схемы режимов работы системы СД-СП.

4. Протоколы, таблицы измерений.

5. Выводы по работе и по использованию сельсинов в CAP и САУ.

6. Таблицы заполняются только ручкой; графики на миллиметровой бумаге о указанием масштабов и размерностей на осях, рисунки и схемы выполняются только чертежными инструментами с соблюдением ГОСТ.

Вопросы для самопроверки

1. Конструкция сельсинов.

2.. Особенности и области применения индикаторной системы дистанционной передачи угла.

3. Особенности и область применения трансформаторной системы дистанционной передачи угла.

4. Синхронизирующий режим сельсинов.

5 .Название демпферов в СП.

6, Динамический режим сельсинов.

Литература

Основная

1. Волков Н.И., Миловзоров В.П. Электромашинные устройства

автоматики. М.: Высшая школа, 1986. 2.Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов В. С.Электрические

машины и микромашины. -М.; Высшая школа, 1990.

Дополнительная

1. Справочник по средствам автоматики./ Под. ред.В.Э.Низэ и И.В. Антика. М.; Атомэнергоиздат, 1983 .

Время, отведенное на лабораторную работу ,

Подготовка к работе 1,5 акад.час

Выполнение работа 1 акад.час Выполнение расчетов и оформление отчета 1.5 акад.час

ИССЛЕДОВАНИЕ И НАСТРОЙКА СЕЛЬСИНОВ В СЛЕДЯЩИХ СИСТЕМАХ

Методические указания к выполнению

лабораторной работы по курсу “Элементы и устройства систем управления”

для студентов специальности 2101

Одобрено

редакционно‑издательским советом

Саратовского государственного

технического университета