Работа сельсинов в трансформаторном режиме



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Работа сельсинов в трансформаторном режиме



 

Простейшая трансформаторная система синхронной связи (рис. 6.14) состоит из двух сельсинов — приемника и датчика, соединенных линией связи, усилителя (У) и исполнительного двигателя (ИД), вал которого механически соединен с валом ротора сельсина-приемника (обратная механическая связь).

 

 

Однофазная обмотка сельсина-датчика ОВД подключается к сети переменного тока. Ток этой обмотки создает пульсирующий магнитный поток Фвд, который, сцепляясь с обмоткой синхронизации, наводит в ее фазах следующие ЭДС:

 

 

где Ефmaxмаксимальная ЭДС, наводимая магнитным потоком в однофазной обмотке возбуждения датчика.

Значения этих ЭДС зависят от расположения фаз обмотки синхронизации относительно обмотки возбуждения.

Под действием ЭДС ЕАД, ЕВД, ЕСД (EфД) в соединенных между собой одноименных фазах обмоток синхронизации датчика и приемника, а также в линии связи возникают токи IА, IВ, IС (Iф), которые определяются значениями соответствующих ЭДС, а также полными сопротивлениями фаз датчика zфД, приемника zфП и линии связи zл:

 

Считая, что фазы обмоток синхронизации датчика и приемника имеют одинаковые сопротивления и включают в себя каждая по половине сопротивления линии, т.е. zФД + zл/2 = zфП + zл/2= zФ, получим

 

 

Подставив в выражение (6.7) значения ЭДС соответствующих фаз из формулы (6.6), можно найти токи IА, IВ, IС. Эти токи, протекая по фазам обмотки синхронизации приемника, создают пульсирующие магнитные потоки ФАП, ФВП, ФСП пропорциональные магнитодвижущим силам фаз FАП, ЕВП, ЕСП и направленные по их осям.

В двухполюсном сельсине магнитодвижущая сила (МДС) фазы (амплитуда ее первой гармоники) может быть найдена по формуле

 

 

где w — число витков в обмотке фазы; kw — коэффициент, зависящий от конструкции обмотки.

МДС фаз легко определить, подставив в последнее равенство токи IА, IВ, IС из формулы (6.7) с учетом формулы (6.6).

Потоки фаз приемника ФАП, ФВП, ФСП складываясь, образуют результирующий магнитный поток ФП обмотки синхронизации приемника, направленный под некоторым (зависящим от угла рассогласования) углом к выходной однофазной обмотке приемника (ВОП).

Поток Фп, пульсируя с частотой сети, наводит в выходной однофазной обмотке приемника ЭДС, являющееся выходным напряжением приемника Uвых.

Согласованным положением сельсинов в трансформаторной системе синхронной связи называется такое положение роторов, при котором выходное напряжение приемника Uвых равно нулю. В отличие от согласованного положения сельсинов в индикаторной системе в этом случае поворот ротора сельсина-приемника составляет 90°. Вследствие этого за начало отсчета углов в сельсине-приемнике принимается точка на оси, перпендикулярной оси однофазной выходной обмотки (см. рис. 6.14).

Сельсин-приемник в трансформаторной системе синхронной связи самостоятельно не отрабатывает заданный датчиком угол αд, а лишь вырабатывает ЭДС выходной обмотки, изменяющуюся по закону синуса в зависимости от угла рассогласования θ. Отработка заданного датчиком угла — поворот ротора сельсина-приемника на угол αп = αд — осуществляется с помощью исполнительного двигателя.

Принцип действия трансформаторной системы синхронной связи (см. рис. 6.14) состоит в следующем. При выводе ротора сельсина-датчика из согласованного положения (повороте на некоторый угол αд = θ) на выходной обмотке сельсина-приемника появляется напряжение Uвых. Это напряжение подается на вход усилителя, а затем на обмотку управления исполнительного двигателя.

Ротор двигателя начинает вращаться, поворачивая при этом ротор сельсина-приемника, с которым он механически связан. Вместе с ротором приемника поворачивается в пространстве и его магнитный поток Фп; при этом изменяются потокосцепление с выходной обмоткой и ее ЭДС (выходное напряжение Uвых). Роторы двигателя и сельсина-приемника поворачиваются до тех пор, пока ротор сельсина-приемника не повернется на заданный датчиком угол αп = αд и сельсины не займут согласованное положение, в котором поток Фп перпендикулярен оси выходной обмотки ВОП и выходное напряжение сельсина-приемника Uвых, а следовательно, и напряжение на усилителе и обмотке управления исполнительного двигателя, равны нулю.

В отличие от индикаторной системы синхронной связи по проводам линии связи трансформаторной системы всегда, даже в согласованном положении, протекают токи. Сельсины-приемники в трансформаторной системе питаются не от сети (как это имеет место в индикаторной системе), а от обмотки синхронизации датчика.

 

Вращающиеся трансформаторы

 

Вращающиеся трансформаторы — это небольшие индукционные электрические машины, предназначенные для преобразования механического перемещения (угла поворота ротора α) в электрический сигнал — выходное напряжение U, амплитуда которого находится в определенной функциональной зависимости от угла поворота ротора.

Конструктивно вращающиеся трансформаторы весьма разнообразны, однако в настоящее время наибольшее распространение получили двухполюсные вращающиеся трансформаторы, изготовляемые аналогично двухфазным асинхронным двигателям с контактными кольцами. Пакеты статора и ротора таких вращающихся трансформаторов (ВТ) изготовляют из тщательно изолированных друг от друга листов электротехнической стали, полученных на штампах высокой точности. В полузакрытых пазах статора и ротора располагаются двухфазные обмотки, оси которых сдвинуты на 90° относительно друг друга (рис. 6.15). Обычно обе обмотки S и K статора имеют одинаковое число витков (Ws = WK) и одинаковые активные R и реактивные сопротивления X. Обмотки ротора А и В также выполняются одинаковыми (wA = wB; RA = RB; ХА = Хв).

У большинства вращающихся трансформаторов концы обмоток ротора выводятся к контактным кольцам, по которым скользят щетки. Кольца и щетки обычно изготовляются из сплавов серебра. В некоторых вращающихся трансформаторах, предназначенных для работы с ограниченным углом поворота ротора, кольца и щетки заменяются гибкими спиральными пружинами из латуни (наподобие токосъемов измерительных приборов).

 

 

Особенностью вращающихся трансформаторов является то, что у них взаимоиндуктивность между первичными (статора) и вторичными (ротора) обмотками при повороте ротора на угол а изменяется строго по синусоидальному (или косинусоидальному) закону в зависимости от угла а, что при определенных условиях обеспечивает такой же закон изменения амплитуды ЭДС вторичных обмоток.

В зависимости от того, какой функцией угла поворота ротора является выходное напряжение U, различают следующие вращающиеся трансформаторы:

синусные (СВТ) — U= Umaxsinα, где Umaxмаксимальное выходное напряжение.

синусно-косинусные (СКВТ) — UA = Umaxsinα; UB = Umaxcosα;

линейные (ЛВТ) — U = kα, где k = const.

Четырехобмоточные вращающиеся трансформаторы, имеющие по две обмотки на статор и ротор, в автоматике и вычислительной технике при определенных схемах соединения обмоток используются в виде:

построителей, позволяющих производить преобразование координат, определять (строить) вектор по его составляющим;

приборов для согласования (масштабирования) напряжений отдельных каскадов — масштабных ВТ (МВТ);

трансформаторных сельсинов в системах синхронной связи;

фазовращателей.

Один и тот же вращающийся трансформатор практически может выполнять различные функции. Его выходные характеристики зависят от схем соединения и питания обмоток.

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-06-26; просмотров: 389; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 35.153.166.111 (0.008 с.)