Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине "Элементы автоматики", страница 6

Для сельсинов датчика и приемника в индикаторном режиме всегда E₂ = E'₂ .  Поэтому если ₁= ₂ ,то, как следует из систем уравнений (5.1) и (5.2),  при встречном включении фаз датчика и приемника все ре­зультирующие фазовые эдс (Δ E₁=E₂₁-E'₂₁и т.д) равны 0. Таким образом, при ₁= ₂уравнительных токов в фазах трехфазных обмоток датчика и приемника не будет и, следовательно, синхронизирующие моменты будут отсутствовать, Если ротор датчика перевести в другое положение (изменить ₁), а  затем   закрепить (затормозить), то угол рассогла­сования  Q=₁- ₂не будет   равен   0.    В этом случае по линейным проводам трехфазных обмоток потекут    уравнительные токи, т.к. ΔE₁≠ΔE₂≠ΔE₃. При взаимодействии потоков, создаваемых уравнительными токами,  с первичными потоками Ф₁ и Ф'₁ возникают синхронизирующие момен­ты на валах роторов датчика и приемника. Так как ротор сельсин-прием­ника, не заторможен,      он будет стремиться повернуться в синфазное поло­жение о ротором датчика, т.е. в положение, когда Q=₁- ₂=0.

Из систем уравнений (5.1) и (5.2), следует также, что в пределах одного оборота ротора датчика любому d₂соответствует лишь одно един­ственное положение ротора приемника, при котором будут отсутствовать уравнительные токи, а следовательно, и синхронизирующие моменты.  Это яв­ление называется самосинхронизацией. Кроме явления самосинхронизации, положительным свойством индикаторной системы на сельсинах является то, что величина синхронизирующего момента зависит только от величины уг­ла рассогласования Q и не зависит от положения роторов датчика и приемника по отношению к начальному положению.  Это следует из приве­денных выше систем уравнений (5,1),  (5.2).

Электромагнитные процессы в бесконтактном сельсине аналогичны электромагнитным   процессам в контактном сельсине.

Особенностью их является то, что однофазная и трехфазная    обмотки: неподвижны и находятся на статоре.  Но магнитный поток Ф₁ однофазной обмотки W₁ при повороте ротора сельсина поворачивается синхронно и синфазно с ним.  Это достигается специальной конструкцией магнитопровода для пото­ка Ф₁ (ротор имеет две магнитопроводящие части с продольной шихтовкой роторных пакетов, а также специальный внешний магнитопровод). Поскольку поток поворачивается вместе с ротором, то при   Q ≠ О  возникают урав­нительные токи и далее все происходит так, как описано выше для кон­тактных сельсинов.

Сельсины в индикаторном режиме используют в системах синхронной связи, системах автоматического управлениям дистанционных системах уп­равления и контроля производства,  в телеметрии, в вычислительной техни­ке и т.д.

Сельсины, работающие в трансформаторном режиме, применяются для дистанционного измерения угла рассогласования между задающей (датчик) и исполнительной (приемник)  осями.

Для трансформаторного режима можно использовать те же сельсины, что и для индикаторного.

В   отличие   от   индикаторного режима, в трансформаторном   од­нофазная обмотка приемника не подключается к питающей сети, а с нее снимается выходное напряжение схемы. Кроме того, ротор приемника   жестко закреплен. Следовательно, в трехфазной обмотке приемника при любом по­ложении ротора датчика будут протекать уравнительные токи, которые создают пульсирующий магнитный поток, наводящий в однофазной обмотке приемника эдс, величина которой зависит от угла рассогласования Q= ₁-₂.     Таким образом, приемник работает как трансформатор пе­ременного тока, откуда и возникло название этого режима.

Для того чтобы при Q=0  выходное напряжение U_у было равно 0, роторы датчика и приемника предварительно   рассогласовываются на угол 90 °, и отсчет углов рассогласования ведется от этого условного "нулевого" положения. Be личина выходного управляющего напряжения U_y (управляющим оно называется потому, что управляет через усилитель ис­полнительным элементом следящей системы) может быть подсчитана по фор-

муле    U_y=K₁ K₂ E₂ sinQ ,

где      Q   - угол рассогласования;

Е₂ - максимальная фазная эдс сельсин-датчика, наводимая в

любой из фаз его трехфазной обмотки при совпадении магнит­ной оси данной фазы с магнитной осью однофазной обмотки;

K₁ - коэффициент, зависящий от электрических параметров трехфаз­ных, обмоток датчика и приемника;

K₂ - коэффициент трансформации от однофазной обмотки приемника к

его трехфазной обмотке.

Статические характеристики сельсинов, работающих в трансформатор­ном режиме,  приведены на рис.5.2. Как видно из рис.5.2, при включении однофазной обмотки приемника на нагрузку управляющее напряжение будет меньше, чем при холостом ходе.

2.  Описание лабораторного стенда

Внешний вид лабораторного стенда для исследования сельсинов приве­ден на рис.5.3.  На лицевой панели стенда установлены:

1)  Сельсин-датчик Д, снабженный лимбом со шкалой и указателем   по­ложения ротора и рукояткой ручного привода ротора,

2)   Сельсин-приемник П, снабженный лимбом со шкалой и указателем положения ротора.

3)   Лабораторный автотрансформатор ЛАТР для регулирования напряже­ния питания сельсинов.

4)  Вольтметр  РV 1 для измерения напряжения питания сельсинов.

5)  Вольтметр PV2 для измерения выходного сигнала в трансформа­торном режиме работы сельсинов.

6)  Тумблер   S1 для включения питания стенда с предохранителем и индикаторной лампой.

7)   Тумблеры S2, S3 для изменения величины нагрузки сельсина-приемника в трансформаторном режиме.

8)  Переключатель П1 для выбора режима работы сельсинов. Принципиальная электрическая схема лабораторного стенда приведе­на на рис,5.4.

В качестве сельсин-датчика Д и сельсин-приемника П используются сельсины типа БД - 404.

3.   Исследование работы сельсинов в индикаторном режиме

1)   Переключатель П1 установить в положение "И",  соответствующее индикаторному режиму работы..

2)  Ротор сельсин-датчика установить рукояткой ручного привода в нулевое положение.