19.2 Схемы синхронной связи с дифференциальными сельсинами

По конструкции дифференциальные сельсины не отличаются от трехфазных: на их статоре и роторе расположены распределенные трехфазные обмотки. В схеме синхронной связи дифференциальные сельсины используются либо как промежуточные (вторые) датчики, либо как приемники, работающие от двух датчиков.

Рассмотрим работу дифференциального сельсина ДС в качестве второго (промежуточного) датчика. Поток обмотки возбуждения Ф_вд сельсина-датчика D (рис. 19.2) наводит ЭДС в его обмотке синхронизации.

Рис. 19.2 Схема связи с дифференциальным сельсином

Под действием этих ЭДС по обмотке синхронизации D и первичной (статорной) обмотке ДС текут токи , которые создают магнитный поток Ф_дс статора ДС, как в приемнике трансформаторной схемы. Этот поток наводит ЭДС в фазах вторичной (роторной) обмотки ДС — Е_Адс, Е_Вдс, Е_Сдс. Если фазы вторичной обмотки ДС занимают по отношению к потоку Ф_дс такое же положение что и фазы обмотки синхронизации сельсина-приемника П по отношению к потоку Ф_Вп обмотки возбуждения приемника, то вследствие равенства встречно направленных ЭДС (Е_Адс=Е_Ап; Е_Вдс=Е_Вп и E_Сдс=E_Сп) в цепи вторичной обмотки ДС и обмотки синхронизации приемника ток отсутствует. Сельсины находятся в согласованном положении. Пару машин (дифференциальный сельсин — сельсин-приемник) можно рассматривать как обычную пару сельсинов в индикаторном режиме с потоком возбуждения датчика Ф_дс.

Если ротор дифференциального сельсина повернуть в какую-либо сторону на угол ±_ДС, то, как и во всякой индикаторной системе, ротор сельсина-приемника повернется на такой же угол.

Если повернуть на некоторый угол _д ротор сельсина-датчика, то на такой же угол повернется магнитный поток обмотки статора дифференциального сельсина. Последнее равносильно повороту ротора дифференциального сельсина на угол _ДС в противоположную сторону.

Таким образом, ротор сельсина-приемника будет реагировать на поворот ротора как сельсина-датчика, так и дифференциального сельсина. Угол поворота ротора сельсина-приемника будет равен сумме или разности углов _д и _ДС.

1 9.3. Магнесины

В тех случаях, когда датчик и приемник находятся на небольшом расстоянии друг от друга, и вал приемника практически не нагружается моментом сопротивления, индикаторные системы синхронной связи часто выполняются с помощью бесконтактных магнитоэлектрических машин —магнесинов.

Рис. 19.3 Система синхронной связи на магнесинах

Магнесин (рис. 19.3) состоит из тороидального статора без лазов,

набранного из листов электротехнической стали. На статоре располагается кольцевая однофазная обмотка, включенная в сеть переменного тока. Обмотка имеет две отпайки. Углы между отпайками, а также между каждой из отпаек и концами обмотки равны 120°. Ротор магнесина представляет собой цилиндрический постоянный магнит.

В магнесине имеется два магнитных потока. Один из них Ф₁ создается переменным током однофазной обмотки, поступающим из сети. Он замыкается по тороиду статора и изменяется с частотой сети f₁. Другой поток Ф₂ создается постоянным магнитом ротора и замыкается по ротору и тороиду статора, как в двухполюсной машине обычного исполнения.

При питании обмотки статора магнесина переменным током тороид статора то насыщается — когда поток Ф₁ максимален, то остается ненасыщенным — когда поток Ф₁ мал или равен нулю. За один период изменения потока Ф₁ тороид статора дважды насыщается (при и ) и дважды становится ненасыщенным (при Ф₁=0). Таким образом, магнитное сопротивление тороида изменяется во времени с частотой f₂, равной удвоенной частоте сети

.

Величина потока Ф₂ постоянного магнита определяется м. д. с. постоянного магнита F_м и магнитным сопротивлением R_м на пути потока Ф₂:

.

Изменение магнитного сопротивления тороида приводит к изменению с такой же частотой магнитного потока Ф₂. Таким образом, поток Ф₂ постоянного магнита пульсирует с частотой . Поток Ф₂ наводит в фазах обмотки статора (за которые можно принять части обмотки статора АВ, ВС, СА) ЭДС, величины которых зависят от положения ротора.

По способу синхронизации магнесин аналогичен двухполюсному сельсину, фазы обмотки синхронизации которого соединены в треугольник. В отличие от сельсина переменный поток возбуждения Ф₂ в магнесине создается не с помощью обмотки ротора, а с помощью постоянных магнитов и обмотки подмагничивания статоpa, изменяющей сопротивление магнитопровода с двойной частотой.

По обмоткам магнесина и проводам линии связи, в качестве одного из которых используется сеть, при рассогласовании магнесинов протекают токи двойной частоты. Эти токи, взаимодействуя с потоками Ф₂ магнесинов, и создают синхронизирующий момент. Токи, поступающие от источника питания и изменяющиеся с частотой f₁ в проводах линии связи отсутствуют. Последнее объясняется тем, что одноименные отпайки обмоток и концы обмоток по отношению к напряжению сети являются равнопотенциальными точками.

Магнесин, как и сельсин, обладает свойствами самосинхронизации в пределах одного оборота. Несмотря на сравнительно малый синхронизирующий момент, магнесины вследствие их бесконтактности, а также малых габаритов и веса используются в целом ряде схем. Их погрешность обычно не превышает 1÷2,5⁰.