Работа сельсинов в трансформаторном режиме

Простейшая схема работы сельсинов в трансформаторном режиме показана рис. 5.11.

Рис. 5.11. Трансформаторная схема "передачи угла". УПУ – усилительно–преобразовательной

устройство; СД – силовой двигатель; О – объект управления

Однофазная обмотка возбуждения сельсина–датчика создает пульсирующий магнитный поток Ф_вд, который индуцирует в обмотках синхронизации ЭДС:

; ;

Под действием ЭДС по обмоткам и линиям связи протекают токи, обобщенное выражение которых будет I_ф= E_ф/2Z_ф. Здесь индекс "ф" означает ток, ЭДС и полное сопротивление фазы ротора плюс половину сопротивления линии. Токи, протекая по фазам приемника, создают результирующую НС приемника F_рп. Ее пространственное положение зависит от положения обмоток синхронизации датчика и приемника относительно своих обмоток возбуждения. За исходное принимается такое положение, при котором эта НС будет перпендикулярна обмотке возбуждения приемника.

При повороте датчика на какой–то угол на такой же угол, но в обратную сторону повернется результирующая НС приемника. Продольная составляющая этой НС F_рпd наведет в обмотке возбуждения приемника ЭДС, которая через усилительно–преобразовательное устройство (УПУ) будет воздействовать на силовой двигатель (СД). Тот придет во вращение и начнет поворачивать объект управления (О), а вместе с ним и ротор сельсина–приемника до тех пор, пока результирующая НС F_рп не повернется на заданный угол, т.е. снова не станет перпендикулярной оси обмотки возбуждения приемника, ибо только в этом положении в ней не будет ЭДС и двигатель перестанет вращаться.

На первый взгляд поворот результирующей НС приемника в сторону, противоположную датчику, кажется странным. Однако рис. 5.12 поясняет это обстоятельство. При этом нужно иметь в виду, что НС датчика всегда направлена встречно НС возбуждения (принцип Ленца), а токи в одноименных фазах датчика и приемника протекают в противоположных направлениях.

Рис. 5.12. К вопросу о повороте НС сельсина приемника в трансформаторной схеме

"передачи угла"

Найдем величину и закон изменения ЭДС в обмотке возбуждения сельсина–приемника. Для чего сначала спроектируем НС отдельных фаз приемника на оси d и q

,

.

С учетом значений ЭДС, обобщенного значения токов и НС фаз

;

.

Результирующая НС

,

т.е. результирующая НС обмоток синхронизации сельсина–приемника не зависит от угла рассогласования и всегда в 1, 5 раза превышает амплитуду НС одной фазы.

Намагничивающая сила F_d создает магнитный поток Ф_d, который наводит в обмотке возбуждения датчика ЭДС

,

т.е. выходная ЭДС является гармонической функцией угла рассогласования датчика и приемника. Поскольку в неявнополюсных сельсинах такую зависимость реализовать проще, чем в явнополюсных, трансформаторные сельсины целесообразнее выполнять неявнополюсной конструкции.

Точность трансформаторных сельсинов–приемников определяется так же, как и точность индикаторных сельсинов–датчиков, т.е. ошибкой асимметрии, в зависимости от которой трансформаторные сельсины–приемники делятся на семь классов точности.

Качество работы трансформаторной схемы зависит от ряда факторов: 1) удельного выходного напряжения – U_у; 2) остаточного выходного напряжения – U_О; 3) удельной выходной мощности – Р_у.

Удельное выходное напряжение – напряжение при q=10, определяет чувствительность всей системы. Повысить его значение можно путем увеличения числа витков обмотки возбуждения, разумеется, до определенных пределов, ибо при чрезмерном увеличении W_в возрастает внутреннее сопротивление обмотки, увеличивается внутреннее падение напряжения и снижается выходная мощность сельсина. Кроме неявнополюсной конструкции, трансформаторные сельсины отличаются от индикаторных еще и большим числом витков обмотки возбуждения.

Остаточное напряжение – напряжение на обмотке возбуждения при отсутствии угла рассогласования. Оно обуславливается магнитной связью результирующей НС приемника и перпендикулярной ей обмоткой возбуждения, которая возникает вследствие погрешностей изготовления, наличия потоков рассеяния и других причин, главным образом технологического характера. Обычно U₀=0,2–0,5 В.

Удельная выходная мощность – мощность при . Чем выше этот показатель, тем раньше начинает работать усилитель, тем выше становиться чувствительность системы.