Лекция 26 § 5.6. Работа сельсинов в трансформаторном режиме
Простейшая схема работы сельсинов в трансформаторном режиме показана рис. 5.11.
Рис. 5.11. Трансформаторная схема "передачи угла". УПУ – усилительно-преобразовательной устройство; СД – силовой двигатель; О – объект управления
Однофазная обмотка возбуждения сельсина-датчика создает пульсирующий магнитный поток Фвд, который индуцирует в обмотках синхронизации ЭДС:
Под действием ЭДС по обмоткам и линиям связи протекают токи, обобщенное выражение которых будет Iф= Eф/2Zф. Здесь индекс "ф" означает ток, ЭДС и полное сопротивление фазы ротора плюс половину сопротивления линии. Токи, протекая по фазам приемника, создают результирующую НС приемника Fрп. Ее пространственное положение зависит от положения обмоток синхронизации датчика и приемника относительно своих обмоток возбуждения. За исходное принимается такое положение, при котором эта НС будет п е р п е н д и к у л я р н а обмотке возбуждения приемника.
При повороте датчика на какой-то уголaдна такой же угол, но в обратную сторону повернется результирующая НС приемника. Продольная составляющая этой НС Fрпd наведет в обмотке возбуждения приемника ЭДС, которая через усилительно-преобразовательное устройство (УПУ) будет воздействовать на силовой двигатель (СД). Тот придет во вращение и начнет поворачивать объект управления (О), а вместе с ним и ротор сельсина-приемника до тех пор, пока результирующая НС Fрп не повернется на заданный угол, т.е. снова не станет перпендикулярной оси обмотки возбуждения приемника, ибо только в этом положении в ней не будет ЭДС и двигатель перестанет вращаться.
На первый взгляд поворот результирующей НС приемника в сторону, противоположную датчику, кажется странным. Однако рис. 5.12 поясняет это обстоятельство. При этом нужно иметь в виду, что НС датчика всегда направлена встречно НС возбуждения (принцип Ленца), а токи в одноименных фазах датчика и приемника протекают в противоположных направлениях.
Рис. 5.12. К вопросу о повороте НС сельсина приемника в трансформаторной схеме "передачи угла"
Найдем величину и закон изменения ЭДС в обмотке возбуждения сельсина-приемника. Для чего сначала спроектируем НС отдельных фаз приемника на оси d и q
С учетом значений ЭДС, обобщенного значения токов и НС фаз
Результирующая НС
т.е. результирующая НС обмоток синхронизации сельсина-приемника не зависит от угла рассогласования и всегда в 1, 5 раза превышает амплитуду НС одной фазы.
Намагничивающая сила Fd создает магнитный поток Фd, который наводит в обмотке возбуждения датчика ЭДС
т.е. выходная ЭДС является гармонической функцией угла рассогласования датчика и приемника. Поскольку в неявнополюсных сельсинах такую зависимость реализовать проще, чем в явнополюсных, т р а н с ф о р м а т о р н ы е сельсины целесообразнее выполнять неявнополюсной конструкции.
Точность трансформаторных сельсинов-приемниковопределяется так же, как и точность индикаторных сельсинов-датчиков, т.е. ошибкой асимметрии, в зависимости от которой трансформаторные сельсины-приемники делятся на семь классов точности.
Качество работы трансформаторной схемы зависит от ряда факторов: 1) удельного выходного напряжения - Uу; 2) остаточного выходного напряжения - UО; 3) удельной выходной мощности - Ру.
У д е л ь н о е выходное напряжение - напряжение при q = 10, определяет чувствительность всей системы. Повысить его значение можно путем увеличения числа витков обмотки возбуждения, разумеется, до определенных пределов, ибо при чрезмерном увеличении Wв возрастает внутреннее сопротивление обмотки, увеличивается внутреннее падение напряжения и снижается выходная мощность сельсина. Кроме неявнополюсной конструкции, трансформаторные сельсины отличаются от индикаторных еще и большим числом витков обмотки возбуждения.
О с т а т о ч н о е напряжение - напряжение на обмотке возбуждения при отсутствии угла рассогласования. Оно обуславливается магнитной связью результирующей НС приемника и перпендикулярной ей обмоткой возбуждения, которая возникает вследствие погрешностей изготовления, наличия потоков рассеяния и других причин, главным образом технологического характера. Обычно U0 = 0,2 – 0,5 В.
У д е л ь н а я выходная мощность - мощность приq = 10. Чем выше этот показатель, тем раньше начинает работать усилитель, тем выше становиться чувствительность системы.