Датчики угла поворота: однофазные сельсины, вращающиеся трансформаторы - принцип действия, схемы включения, характеристики

Билет17

1. Датчики угла поворота: однофазные сельсины, вращающиеся трансформаторы - принцип действия, схемы включения, характеристики.

Под термином «датчики угла» понимаются устройства, преобразующие угловую координату в электрическое напряжение. Это напряжение используется в системах АЭП как сигнал обратной связи по углу или как управляющий сигнал в задающих устройствах. Датчики угла находят применение в следящих системах для измерения угла поворота исполнительного вала. Задание на движение системы может выполняться также с помощью датчика угла, угловой координатой которого является угол поворота командной (задающей) оси. Разность сигналов этих двух датчиков, та» называемое   «рассогласование», подается как управляющий сигнал на вход системы. В этом случае оба датчика могут рассматриваться объединение как «датчик рассогласования».   Задание на угловое перемещение может   формироваться и без датчика  угла с  командной осью.   Тогда   используется эквивалент командной оси, т. е. заданная угловая координата выступает в закодированном виде, например в. форме  цифровой  программы. В таких системах с программным

Рис. 6.1; Координаты (а) и электрическая схема сельсина (б)

управлением выходной сигнал датчика угла исполнительного вала вводится в программное устройство, вырабатывающее задание на движение. В простейших случаях датчик угла используется как бесконтактный потенциометр, командоаппарат, фазовращатель.

Для датчиков угла и рассогласования широкое применение нашли сельсины и вращающиеся трансформаторы

Сельсины

Эл машины синхронной связи служат для синхронного и синфазного поворота или вращения двух осей механически не связанных между собой.Синхронную связь осуществляют с помощью двух одинаковых электрически соединенных между собой индукционных машин-сельсинами(самосинхронизирующийся)Одна из этих машин механически соединена с ведущей осью(датчик) а другая с ведомой осью(приемник)

Сис-ма синхронной связиработает так что при повороте ротора С-Д на угол 0д ротор С-П поворачивается на такой-же угол 0п.Сис-ма стремится ликвидировать рассогласование между положениями роторов датчика и приемника

Индикаторный режим работы-ротор С-П соединяют непосредственно с ведомой осью

Трансформаторный-сигнал о наличии рассогласования между положениями роторов датчика и приемника подается через усилитель на исполнительный ЭД который поворачивает ведомую ось и ротор С-П ликвидируя рассогласование

Принцип действия трансформаторного режима:при работе обмотка(В) С-Д подключена к сети однофазного тока а обмотка(В) С-П-к усилителю(У)подающему питание на обмотку исполнительного двигателя(ИД) ЛС-линия связи Переменный ток проходя по обмотке(В)С-Д создает пульсирующий Фмаг который индукцирует ЭДС Значит в ЛС будет протекать ток и в С-П создастся свой Фмаг Если будет рассогласование то будет андуктироваться ЭДС и появиться Uвых которое через (У) подается на обмотку ИД который поворачивает ведомую ось О2 совместно с ротором приемника

Принцип действия индикаторного режима:на валу С-П есть небольшой момент сопротивления поэтому для поворота ротора приемника вслед за поворотом ротора датчика нужен небольшой вращающийся момент который можно получить без доп усилительных устройств При работе обмотки(В) С-Д и С-П включены в общую сеть переменного токаПульсирующие Фмаг С-Д и С-П индутируют ЭДС в трех фазах обмоток синхронизации Если имеется рассогласование то по обмоткам синхронизации протекают токи взаимодействуя с Фв и создавая синхронизирующие моменты Эти моменты имеют противоположные направления и стремятся свести угол рассогласования к нулю Ротор   С-Д и С-П поворачиваютсяв ту же сторону и на тот-же угол но ротор С-Д-заторможен

Схема при трансформаторном режиме                                при индикаторном режиме

Вращающиеся трансформаторы

Это эл микромашины переменного тока преобразующие угол поворота ротора в напряжение пропорциональное этому углу.В зависимости от закона изменения Uвых бывают:1-СКВТ,на выходе два Uвых одно пропорционально sin0 а другое cos0 .2Линейный ВТ,Uвых которого пропорционально углу поворота ротора

Для получения различнях типов ВТ может использаваться одна машина с 2-мя обмотками на статоре и на роторе при разных способах включения их.ВТ применяют в в автоматических и вычислительных устройствахУстройство аналогичное АД с фазным ротором.По две обмотки сдвинутые на 90 градусов и магнитопровод из изолированных друг от друга листов.Работать может врежиме поворота ротора(задается исполнительным двигателем с редуктором)и в режиме вращения.

Принцип действия:при подключении обмотки возбуждения(В)к сети переменного тока в машине возникает продольный магпоток(Фd)пульсирующий во времени.При хх будут индуцироваться ЭДС Еso и Eeo с чатотой f1.Тогда индукция в воздушном зазоре будет Вх=Воcos(пх/t)sinwt где Во-индукция в воздушномзазоре и будт в обмотке статора индуктироваться ЭДС:Ев=4.44f1w1 kоб1Фdm где w1 и kоб1-параметры статора

СКВТ при хх напряжение на синусной(S) и косинусной(С) обмотках ротора равны:

Uso=Eso=kEвsin0 ; Uco=Eco=kEвcos0 Если к S обмотке подключить нагрузку(Zнs),то пойдет ток Is=Es/(Zs+Zнs)где Zs-сопр-ние обмотки возбуждения Ток создат МДС:Fs=0.9Isw2kоб2 разложи на две составляющие Fsd и Fsq где Fsq создаст