Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Электропреобразовательные устройства РЭС

ЭЛЕКТРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА СИСТЕМ СИНХРОННОЙ СВЯЗИ

Сельсины и режимы работы

Назначение, устройство

и принцип действия сельсинов

С помощью сельсинов реализуются автоматические системы, обеспечивающие синхронное и синфазное вращение или одинаковое положение покоя механически не связанных между собой валов, разнесенных друг от друга на несколько десятков и даже сотен метров.

Различают два типа систем — синхронные индукционные передачи и следящие системы. Первые применяются в тех случаях, когда тормозной момент на приемном валу не превышает 15Т0"3 Нм (например, индикаторная стрелка, предназначенная для отображения углового положения вала). В синхронных передачах сельсины работают в индикаторном режиме.

В тех случаях, когда для поворота приемного вала требуются значительные вращающие моменты (например, установка антенны РЛС на заданный азимут), применяются следящие системы, в которых сельсины выполняют функции измерения угла рассогласования между командным КВ и приемным ПВ валами и преобразования этого угла в напряжение. В следящих системах сельсины работают в трансформаторном режиме. Они представляют собой маломощные индукционные машины переменного тока и обычно имеют однофазную первичную и трехфазную вторичную обмотки. Трехфазную обмотку называют также обмоткой синхронизации. У дифференциальных сельсинов первичная и вторичная обмотки трехфазные. Сельсины бывают контактные и бесконтактные.

Контактные сельсины. У контактных сельсинов однофазная обмотка (обмотка возбуждения) может быть расположена как на роторе, так и на статоре; соответственно располагается и трехфазная обмотка. По конструктивному исполнению контактные сельсины можно подразделить на следующие четыре группы:

1) обмотка возбуждения располагается на явно выраженных полюсах статора 1 (рис. 11.1, дг), а трехфазная обмотка укладывается в пазы, равномерно распределенные по окружности ротора 2. Для вывода концов трехфазной обмотки синхронизации на роторе устанавливаются три контактных кольца;

Конструктивные особенности сельсинов

Рис. 11.1. Конструктивные особенности сельсинов: а — сельсин с явно выраженными полюсами статора; б— сельсин с явно выраженными полюсами ротора; в — сельсин с неявно выраженными полюсами

  • 2) однофазная обмотка возбуждения размещается на явно выраженных полюсах ротора 1 (рис. 11.1, б). Обмотка синхронизации размещается в пазах, расположенных по окружности статора 2. Для подачи напряжения на катушку возбуждения на оси ротора устанавливаются два контактных кольца;
  • 3) в распределенные по окружности ротора пазы укладывается обмотка возбуждения 1 (рис. 11.1, в), концы которой подведены к двум кольцам, установленным на оси ротора. Трехфазная обмотка синхронизации укладывается в пазы, распределенные по окружности статора 2;
  • 4) сельсины с магнитной цепью по типу асинхронного двигателя с фазным ротором. К этой группе относятся дифференциальные сельсины, у которых одна из трехфазных обмоток расположена в пазах ротора, а вторая — в пазах статора. На роторе предусмотрены три контактных кольца для связи с обмотками.

Обмотки синхронизации сельсинов, расположенные в пазах магнитопровода, соединены «звездой». Магнитные оси фазных обмоток сдвинуты в пространстве на 120°. Для обеспечения постоянства магнитной проводимости в радиальных направлениях пазы якоря обычно скошены на одно зубцовое деление. Изображение электрической схемы сельсинов по ГОСТ 2.722—68 приведено на рис. 11.2, а.

б

а

Рис. 11.2. Изображение электрических схем сельсинов

Принцип действия контактных сельсинов не зависит от их конкретного конструктивного выполнения и является общим для всех сельсинов. Рассмотрим принцип действия на примере сельсина, имеющего однофазную обмотку на роторе и трехфазную — на статоре. Для удобства анализа работы электрическую схему сельсинов в дальнейшем будем изображать, как показано на рис. 11.2, б.

Если к однофазной первичной обмотке подвести напряжение возбуждения переменного тока ?/„, то протекающий по ней ток /в создает переменный магнитный поток Фв, который, пересекая вторичные обмотки с частотой питающего напряжения сети, вызовет в них появление электродвижущих сил этой же частоты. При этом величина каждой из трех ЭДС зависит от относительного расположения первичной и вторичной обмоток.

Если магнитная ось обмотки возбуждения (рис. 11.2, б) расположена по отношению к магнитной оси первой фазы под некоторым углом а, то, отсчитывая угол от оси обмотки возбуждения по часовой стрелке, наводимые ЭДС в фазных обмотках можно определить из выражении:

Ел = Ет cos ос; Е2 = Ет cos(a + 120°); Е3 = Ет cos(a + 240°),

где Ет = 4,44/0)ФВ — максимальное действующее значение ЭДС в обмотке при совпадении ее оси с осью обмотки возбуждения.

Бесконтактный сельсин. Опыт эксплуатации аппаратуры с контактными сельсинами показал, что наличие в сельсинах контактов между кольцами и щетками существенно снижает надежность работы. Сельсины, как правило, работают не в режиме вращения, а в режиме поворота, вследствие этого не происходит самоочищения кольца щеткой и создаются условия, при которых легко возникает подгорание или загрязнение контакта, что может привести к нарушению работы схемы. Кроме того, наличие щеток и колец создает искрение, что является источником помех в радиотехнических устройствах. В связи с этим велись работы по разработке сельсинов, не имеющих указанных недостатков. В 1938 г. в СССР были разработаны бесконтактные сельсины.

Рассмотрим конструкцию и принцип работы бесконтактного сельсина типа БД-404А (рис. 11.3).

Ф,

Бесконтактный сельсин БД-404А

Рис. 11.3. Бесконтактный сельсин БД-404А

Вторичная трехфазная обмотка в этом сельсине расположена на статоре 1 и выполнена как у обычного контактного сельсина, например СС-405. Первичная обмотка, т. е. обмотка возбуждения 2, размещена не на роторе, как у контактных сельсинов, а на некоторой неподвижной части магнитопровода — между статором и тороидом 3. Обмотка возбуждения 2 бесконтактного сельсина выполнена в виде двух последовательно и согласно соединенных кольцевых катушек.

Цилиндрический ротор 5 бесконтактного сельсина не имеет обмотки и является подвижным магнитопроводом. Он выполнен из двух магнитопроводящих частей — полюсов Р и Р2, отделенных друг от друга немагнитной прослойкой К. В качестве немагнитной прослойки в бесконтактных сельсинах типа БД-404А и БС-404А использован сплав силумин.

Полюсы набираются из листов электротехнической стали, шихтованных в осевом направлении. Внешний магнитопровод состоит из тороида 3 и стержней 4. Тороиды бесконтактного сельсина набираются также из листов электротехнической стали, шихтованных в радиальном направлении. С внешней стороны к тороидам примыкают стержни 4 внешнего магнитопровода, набранные из листов электротехнической стали в аксиальных пазах корпуса.

Принцип действия бесконтактного сельсина рассмотрим с помощью рис. 11.3. Магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения, направлен вдоль оси ротора. При отсутствии немагнитной прослойки из силумина, разделяющей ротор на две части, он замыкался бы через внешний магнитопровод, не попадая в статор. Наличие же прослойки препятствует продольному замыканию потока вдоль оси ротора и изменяет его направление. Проследим путь потока, начиная с точки Л. Поток Фв, встретив на своем пути немагнитную прослойку, меняет направление и через воздушный зазор 8] входит в пакет основного магнитопровода 1 (статор), разветвляется по статору на два равных потока (рис. 11.3, б) и через воздушный зазор 82 попадает в полюс Р2 ротора. Затем поток Фц раздваивается и через зазоры попадает в левый тороидальный магнитопровод 3. Далее поток по пакетам внешнего магнитопровода 4 проходит в правый тороидальный магнитопровод 3 и, пройдя через воздушный зазор, вновь поступает в полюс Р ротора, где и замыкается в точке А. Поток обмотки возбуждения, проходя через обмотку синхронизации, наводит в ней ЭДС. Величина индуцированных ЭДС в фазных обмотках сельсина зависит от взаимного углового положения ротора и осей фазовых обмоток.

Таким образом, в бесконтактном сельсине при повороте ротора ось пульсирующего магнитного потока обмотки возбуждения поворачивается так же, как и в контактном сельсине. Поэтому принцип работы этих сельсинов не отличается от работы контактных сельсинов.

При условии одинаковых габаритов контактного и бесконтактного сельсинов магнитный поток и, следовательно, ЭДС в трехфазной обмотке синхронизации бесконтактного сельсина будут меньше, чем у контактного. Это объясняется наличием в бесконтактном сельсине дополнительных воздушных зазоров и большого потока рассеивания. Бесконтактные сельсины за счет обмотки возбуждения по габаритам несколько больше, чем контактные, выполненные на одинаковую мощность.

Кроме того, бесконтактные сельсины имеют более сложную конструкцию по сравнению с контактными, и их стоимость несколько выше. Однако высокая надежность этих сельсинов окупает все их недостатки.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы