Автоматическое управление техническими системами. Система «Управляемый преобразователь – машина постоянного тока» как объект управления. Автоматическое регулирование координат электропривода. Частотно токовое управление АД, страница 31

Здесь используют сельсины, работающие в трансформаторном режиме. Ротор сельсина – датчика СсД соединен с командным валом, ротор сельсина – приемника СсП – с исполнительным валом. Однофазная обмотка СсД подключается к сети переменного тока с напряжением U₁. Трехфазные обмотки СсД и СсП соединены между собой. Сельсин – приемник работает в режиме трансформатора, напряжение его однофазной обмотки подается в схему управления.

Пусть ротор СсД повернут на угол , а ротор СсП – на угол , т.е. угол рассогласования .

Выходное напряжение однофазной обмотки СсП:

                                            (7.1)

где .

Из (7.1) видно, что при  (т.е. при согласованном положении роторов сельсинов) . Практически необходимо, чтобы при  . Это достигается преднамеренным сдвигом роторов сельсинов на постоянный угол рассогласования, равный . Тогда новое положение роторов принимают за начальное и:

                                                                                  (7.2)

При малых можно считать, что

                                                                                        (7.3)

т.е. передаточный коэффициент (чувствительности) ИР:

                                                                             (7.4)

При изменении знака  фаза  изменяется на . Сельсинный ИР может работать и в условиях непрерывного вращения. Для современных сельсинов    

                                               В/град.

Кроме сельсинов в высокочастотных следящих приводах применяют вращающиеся трансформаторы (ВТ). Конструктивно ВТ выполняют так же, как асинхронный двигатель с фазным ротором. В пазах размещают две одинаковые однофазные обмотки, оси которых смещены друг относительно друга на угол . На роторе также расположены две одинаковые обмотки – синусная и косинусная. Изготовляются ВТ двух видов – с ограниченным и неограниченным углом поворота ротора.

Рис. 7.2

На рис.7.2 приведена схема синусно – косинусного ВТ (СКВТ). Одна из обмоток статора подключена к источнику переменного тока с напряжением U₁. Создаваемый этой обмоткой пульсирующий магнитный поток наводит гармонические ЭДС в обмотках ротора, пропорциональные синусу и косинусу угла относительного сдвига осей обмоток ротора и статора:

                                                                                (7.5)

где  - коэффициент трансформации между роторными и статорными обмотками ВТ. Применяют различные схемы включения ВТ и различные способы повышения их точности. Всего установлено четыре класса точности ВТ. Для СКВТ высшего (нулевого) класса максимально допустимая погрешность составляет три угловые минуты, т.е. в 5 раз меньше, чем у лучших образцов сельсинов.

Еще один датчик, применяемый в СУП – индуктосин. Это воздушный датчик с печатными обмотками, которые наносятся на изоляционные пластины, располагаемые с зазором .

Рис. 7.3

Поворотный индуктосин (рис.7.3 а, б) состоит из двух пластин и индуктивно связанных проводников. Коэффициент связи между ними изменяется по периодическому закону в зависимости от относительного углового положения первичной и вторичной обмоток. Питающее напряжение U₁ переменного тока повышенной частоты (5-10 кГц) подводится в выводам а и в первичной обмотки. Обмотка снабжена внешним проводящим присоединительным кольцом, с помощью которого токи в лобовых частях обмотки по разные стороны диаметра 1- 2 сдвигаются по фазе на 180⁰ , как и токи в любой паре соседних проводников. Выходной сигнал U зависит от взаимного расположения первичной и вторичной обмоток. Напряжение питания  U₁ и U₂ можно подавать и на двухфазную обмотку (выводы а, в и с, d), снимая с однофазной (выводы e, f) синусоидальный выходной сигнал U. Поворотные индуктосины за счет большого числа проводников обеспечивают точность углового контроля до   (угловых секунд).

Схема обмоток линейного индуктосина с неподвижной (1) и подвижной (2) пластинами приведена на рис.7.3 в. Принцип действия аналогичен принципу действия кругового индуксина. Точность контроля перемещения – 1 мкм.

Рис. 7.4