2.5 Выбор и расчет передаточной функции датчика угла поворота

В рассматриваемой системе необходим датчик угла, выходной сигнал которого электрический. Возможно использование следующих двух основных типов датчиков:

- сельсины;

- синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы;

Предлагается использовать в данной схеме сельсин-приёмник в качестве датчика, а сельсин-датчик задатчика. Использование сельсинов удобно, так как механическая связь ротора СП с валом платформы обеспечивает обратную связь в системе. Кроме того, обеспечивается высокая точность отработки входного сигнала (сигнал рассогласования с СП исчезнет только тогда, когда угол поворота платформы совпадёт с углом на задатчике).

Так как сельсины работают в трансформаторном режиме, то нам неважен момент на валу СП, поэтому выберем сельсины с небольшими массогабаритными параметрами и потребляемой мощностью:

Т е х н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и

Типоразмер ЭД-501ТВ

Номинальная мощность Рн, Вт 25

Номинальное количество оборотов n_н, об/мин 2800

Номинальный ток I, А 0,55

Номинальное напряжение Uн, В 58

Момент инерции ротора J, кгмм^-4 0,001

Номинальная частота f_ном, Гц 50

Масса m, кг 0,6

Передаточная функция сельсинов численно равна напряжению питания; в нашем случае W _с (P) = 108

3 Расчет датчика обратной связи

Рассчитаем основные параметры сельсина в программе Mathcad,задав предварительно необходимые параметры.

1 Задаём

а затем определяем наружный диаметр пакета магнитопровода

2 Определяем геометрию рубцового слоя

- диаметр расточки статора

- шаг зубцов статора

- ширина зубцов статора

- шаг зубцов ротора

- ширина зубца ротора

Находим геометрические размеры и коэффициентов для расчёта магнитной цепи

так как магнитные нагрузки и соответственно магнитные проницаемости на всех участках магнитной цепи одинаковы, то

определим число витков обмотки возбуждения

проведенное индуктивное сопротивление рассеяния обмотки возбуждения

приведённое активное сопротивление обмотки возбуждения

Рассчитаем мощность холостого хода

найдём плотность тока

Рассчитаем допустимые потери холостого хода

найдём индуктивное сопротивление намагничивания

определим число витков фазы синхронизирующей обмотки и сечение провода

Найдём сечение провода

Находим собственные параметры фазы синхронизирующей обмотки

1) активное сопротивление

2) индуктивное сопротивление рассеяния

определяем приведённые параметры демпферной обмотки, выполненной точно так же, как и обмотка возбуждения

коэффициент приведения

приведённые активное и индуктивное сопротивления демпферного контура

Определяем параметры фазы синхронизирующей обмотки по поперечной оси:

Расчёт основных характеристик

удельный синхронизирующий момент

ток возбуждения

Таким образом мы рассчитали основные геометрические и электрические параметры датчика обратной связи.