Вопрос 54. Сельсины. Назначение, виды, устройство и принцип действия. Схема включения сельсинов в индикаторном режиме.

Сельсинами называются электрические микромашины переменного тока, обладающие свойством самосинхронизации. Сельсин имеет однофазную обмотку возбуждения и трехфаз­ную обмотку синхронизации, соединенную звездой. Одна из обмо­ток располагается на роторе, а другая — на статоре.

На обмотки возбуждения сельсинов подано напряжение U1. Ток, проходящий по ним, создает магнитный поток. В свою очередь магнитный поток наводит в обмотках синхронизации ЭДС: Ед – в сельсине-датчике (СД) и Еп в сельсине-приемнике (СП). Если ротор СД занимает такое же положение как и ротор СП, их ЭДС равны, и тока в цепи синхронизации нет. Если ротор СД повернуть на угол а, то одноименные фазы обмоток синхронизации сельсинов окажутся не в одинаковых условиях по отношению к магнитному потоку и их ЭДС не будут одинаковы. В результате возникнет ток синхронизации, вызванный разность ЭДС сельсинов. Он, взаимодействуя с магнитным полем, создаст вращающие моменты на роторе СД, направленные встречно повороту, а на роторе СП – в сторону поворота. Поэтому поворот ротора СД будет сопровождаться синхронным поворотом ротора СП.

 

Вопрос 55. Асинхронные исполнительные двигатели. Конструкция, принцип действия, особенности работы.

В системах управления, регулирования и контроля широко применяются управляемые электродвигатели небольшой мощности. С помощью этих двигателей осуществляется преобразование электрического сигнала в механическое перемещение — вращение вала. Такие электродвигатели называют исполнительными (ИД).

Характер требований, предъявляемых к исполнительным дви­гателям, определяется спецификой их работы: частые пуски, ре­версы, постоянно изменяющаяся частота вра­щения. Основные требования - отсутствие самохода, т. е. самоторможение при снятии сигнала управления; широкий диапазон регу­лирования частоты вращения; линейность ха­рактеристик; большой пусковой момент; малая мощность управления; быстродействие (малоинерционность).

На статоре асинхронного исполнительного двигателя расположена двухфазная обмотка. Одна из фазных обмоток — об­мотка возбуждения (ОВ) - постоянно вклю­чена в сеть с напряжением U₁, а на другую - обмотку управления (ОУ) — напряжение (сиг­нал управления) U_c подается лишь при необходимости включения двигателя.

Асинхронные исполнительные двигатели выпускаются на небольшие мощности и имеют несколько разновидностей в зависимости от выполнения ротора: с обмотки в виде беличьей клетки, с полым немагнитным ротором и полым ферромагнитным ротором.

Ротор с беличьей клеткой имеет обычную конструкцию. Для увеличения сопротивления клетка выполняется из материалов с повышенным удельным сопротивлением (латунь, бронза и др.). Недостатком такого ротора является большой его момент инерции, что снижает быстродействие двигателя.

 

Значительно меньший момент инерции имеет полый ротор, который выполняется в виде тонкостенного стакана, с одной торцевой стороны насаженного на вал. Немагнитный полый ротор изготовляется из алюминиевого сплава. Толщина его стенок 0,2 - 1 мм. Полый ротор, закрепленный на валу, вращается в зазоре между внешним и внутренним статорами. На внешнем статоре располагаются обмотки, а внутренний статор служит для уменьшения магнитного сопротивления в контуре главного магнитного потока. Как внешний, так и внутренний статор собирается из листов электротехнической стали, покрытых лаком. Воздушным зазором в двигателе с полым немагнитным ротором следует считать зазор между внутренним и внешним статорами. Он относительно велик: 0,5-1,5 мм. Вследствие этого такие двигатели имеют увеличенный ток холостого хода; он составляет 0,8-0,9 номинального тока. Это приводит к увеличению габаритов двигателя и снижению его КПД.

Иногда полый ротор выполняется ферромагнитным (стальным). В этом случае внутренний статор не требуется, так как магнитный поток замыкается по стенкам ротора (толщина его стенок 0,5-3 мм). Конструктивно двигатели с ферромагнитным ротором получаются проще, чем двигатели с полым немагнитным ротором.

У двигателей с ферромагнитным полым ротором активное сопротивление ротора весьма значительно, так как удельное сопротивление стали больше, чем меди и алюминия: кроме того, оно возрастает из-за эффекта вытеснения тока к внешней цилиндрической поверхности ротора. Поэтому КПД таких двигателей еще ниже, чем двигателей с полым немагнитным ротором. Уступают они им и по быстродействию. Иногда для уменьшения активного сопротивления ротора производят его омеднение.