Асинхронные исполнительные (или управляемые) двигатели, страница 8

На выходе СКВТ получается два напряжения — U2 и U3: первое изменяется пропорционально sin a, а второе —про­порционально cosa (рис.  17,6). Обмотки w2  и w3 обычно имеют одинаковые параметры, а поэтому наибольшие» значения напряжений U2наиб и U3наиб также одинаковы:

U2наиб = U3наиб=w2  /w1 U1 ,

где   Ut — напряжение  на   входе  ВТ,   т.  е.   на   зажимах   обмотки возбуждения w1

Полная взаимная компенсация поперечных состав­ляющих потоков обмоток ротора происходит при равенстве нагру­зочных сопротивлений в синусной и косинусной цепях вращающе­гося трансформатора. Такая компенсация поперечных составляющих потоков реакции вторичных обмоток называется вторичным сим­метрированием. Особенностью его является то, что при его осуществлении входное сопротивление ВТ , а => и потребляемый от сети ток при постоянном Uп не зависят от угла поворота ротора α. А вот вых. Сопротивление зависит.

Если же нагрузочные сопротивления Z'H и Z''Н не равны, то вто­ричное симметрирование получается неполным, так  как поперечные составляющие Ф2q и Ф3q взаимно компенсируются лишь частично, и в магнитной цепи ВТ появляется магнитный поток, направлен­ный по поперечной оси:

Фq= Ф2q + Ф3q.

Этот поток наводит в роторных обмотках э. д. с. самоиндукции, что ведет к  искажению заданных функциональных зависимостей выходных напряжений.

Линейный вращающийся трансформатор (ЛВТ).

Для получения линейной зависимости выходного напряжения от угла поворота ротора а необходимо, чтобы это напряжение определялось уравнением:

U2= (w2  /w1 )U1 ,                                                 (11,9)

где т — величина постоянная, определяемая магнитными и электри­ческими параметрами ЛВТ.

Рис.    18.    Зависимость       Рис.   19 -  ЛВТ  со  вто-                       Рис.     20 -   Принци
ЛВТ U2=f(a)                           ричным      симметрированием             пиальная  схема  ЛВТ

                                                                                            с  первичным  симметрированием

При m≈0,54 зависимость (11,9) получается линейной с точно­стью до 1% в пределах изменения угла поворота а от 0 до 60° (рис.18). Для получения указанной зависимости U2=f(a) приме­няют следующую схему включения обмоток ЛВТ: синусную обмотку соединяют последовательно с компенсационной обмоткой, а коси­нусную обмотку замыкают на некоторое неизменное сопротивление Zc (рис. 196).   При   этом  величина сопротивления  Zc   выбирается такой, чтобы обеспечить полное вторичное симметрирование обмоток
при заданной нагрузке ZH.          ,

Для полного вторичного симметрирования обмо­ток необходимо, чтобы полное сопротивление цепи косинусной обмотки было равно удвоенному полному сопротивлению цепи синус­ной обмотки (включая сопротивления компенсационной обмотки ZK и нагрузки ZH). Особенностью ЛВТ вторичной симметрией – зависимость вых. сопротивления не постоянное, что ограничивает его применение. Вх. – постоянно.

Однако полное вторичное симметрирование обмоток возможно лишь при неизменной нагрузке ЛВТ (ZH = const). В случае пере­менной нагрузки ЛВТ применяется схема первичного симметриро­вания обмоток (рис.20), в которой обмотка возбуждения вклю­чается последовательно с косинусной обмоткой и сопротивлением Zc, а компенсационная обмотка замыкается на некоторое сопротивле­ние ZН.К. Сопротивления Zc и ZН.к выбираются такими, чтобы магнитный поток компенсационной обмотки ФК и поперечный поток косинусной обмотки Ф3q были взаимно скомпенсированы при любом значении угла а. Особенностью ЛВТ первичной симметрией – независимость вых. сопротивления от углаα.

Вращающийся трансформатор-построитель (ПВТ)

Вращающиеся    трансформаторы-построители    применяются    для решения геометрических задач.   Так,  с  помощью ПВТ можно опре­делить   гипотенузу   и   угол  прямоугольного треугольника  по двум заданным катетам.  На  рис.21,а представлена  схема  включения обмоток ПВТ. Обмотки возбуждения  и компенсационную включают в сеть через потенциометры, позволяющие устанавливать на входе этих обмоток напряжения U1 и UK. Роторную обмотку ω2 включают на измерительный прибор ИП, отградуированный в линейных еди­ницах; роторная обмотка w3 питает обмотку управления ОУ испол­нительного двигателя ИД. Обмотка возбуждения исполнительного двигателя включена в сеть через конденсатор С. Вал исполнитель­ного двигателя механически соединен с валом ПВТ.

Допустим, что известны катеты а и b прямоугольного треугольника (рис.21,6). В определенном мас­штабе величины этих катетов могут быть выражены напряжениями U1 и UK, которые подаются на вход обмо­ток w1 и wK посредством потенциомет­ров. Токи в обмотках статора I1и Iк создают в ненасыщенной магнитной системе ПВТ взаимно перпендику­лярные магнитные потоки Ф1и Фк, пропорциональные заданным напря­жениям на входе обмоток. Вектор результирующего магнитного потока Ф, равного геометрической сумме векторов Ф1и Фк , расположится от­носительно

Рис. 21- Вращающийся трансформатор-построитель

векторов Ф1и Фк под теми же углами, что и гипотенуза с относительно катетов а и b (рис.21, в). Результирующий поток статора Ф, сцепляясь с обмотками рото­ра, наводит в них э. д. с. Е2  и Es.

Э. д. с. Е3 создаете цепи ОУ испол­нительного двигателя ток I3.   В   ре­зультате   ротор   двигателя приходит во    вращение,    поворачивая ротор ПВТ.

Э. д. с. Е2, создавая напряжение U2 на зажимах измерительного прибора, приводит его в действие. Исполнительный двигатель пово­рачивает ротор ПВТ до тех пор, пока обмотка w3 не займет поло­жение, перпендикулярное результирующему потоку Ф. В этом случае э. д. с. Е3 и ток в обмотке управления двигателя станут равными нулю, и двигатель остановится.

В указанном положении ротора ось обмотки w2 ПВТ станет параллельной результирующему потоку Ф и ее э.д.с. достигнет наибольшего значения, что фиксируется измерительным прибо­ром ИП, шкала которого отградуирована в линейных единицах с учетом заданного масштаба. Как указывалось, магнитная система ПВТ ненасыщена, поэтому при U1bи UK,≡aмагнитный поток Ф=Ф1+ Фк  пропорционален гипотенузе с треугольника, угол поворота ротора построителя а равен углу ВАС, а показание ИП оп­ределяет модуль гипотенузы с.