Трансформаторный режим сельсинов

Сельсины, работающие автотрансформаторном режиме, применяются для дистанционного измерения угла рассогласования между задающей и исполнительной осями. Принципиальная схема такой системы представлена на рис. 3. Как видно из этой схемы, однофазная обмотка сельсин-приемника включается на вход усилителя У. После усиления сигнал рассогласования подается на исполнительный элемент ИЭ, который в свою очередь механически связан с сельсин-приемником.

Конструкции сельсинов, используемых для трансформаторного режима, те же, что и для индикаторного режима, однако наиболее оптимальным является применение сельсинов с распределенными обмотками на статоре.

Рисунок 3 – Соединение сельсинов в трансформаторном режиме

Физические процессы, происходящие в сельсинах, работающих в трансформаторном режиме, имеют свои особенности. При подключении однофазной обмотки датчика к сети магнитный поток создаёт пульсирующие фазные ЭДС в трёхфазной обмотке датчика. Так как однофазная обмотка сельсин-приемника не подключена к сети, в её трёхфазной обмотке при любом положении ротора приемника будут протекать уравнительные токи. Эти токи создают в трёхфазной обмотке сельсин-приемника пульсирующий поток, наводящий в однофазной (трансформаторной) обмотке сельсин-при­емника ЭДС, величина которой зависит от угла рассогласования . Для того чтобы при выходное (управляющее) напряжение U_у было равно нулю, роторы датчика и приемника предварительно рассогласовываются на угол 90⁰. Отсчёт углов рассогласования ведётся от этого "нулевого" положения. Величина выходного управляющего напряже­ния (управляющим оно называется потому, что "управляет" через усилитель исполнительным элементом следящей системы) может быть подсчи­тана по формуле

U_у=К₁К₂Е₂sin, (7)

где -угол рассогласования; Е₂ - максимальная ЭДС сельсин - датчика, наводимая в любой из фаз трёхфазной обмотки дат­чика при совпадении магнитной оси данной фазы с магнитной осью одно­фазной обмотки; К₁ -коэффициент, зависящий от электрических пара­метров трёхфазных обмоток датчика и приемника; К₂ - коэффициент трансформации от однофазной обмотки приёмника к его трехфазной обмотке.

Для уменьшения погрешностей измерения сельсины должны обладать малой электромагнитной асимметрией. Этому условию наиболее полно удовлетворяют сельсины с распределёнными однофазной и трёхфазной об­мотками без короткозамкнутых витков (например, сельсин СС-405).

При включении однофазной обмотки приёмника на нагрузку управляю­щее напряжение U_у будет меньше, чем при холостом ходе (примерный характер зависимости представлен на рис. 4). Это уменьшение зависит от величины взаимодействия магнитных потоков однофазной и трёхфазной обмоток сельсин - приемника при протекании тока нагрузки по однофазной обмотке, соотношения сопротивлений цепи на­грузки и однофазной обмотки сельсин - приемника и т.д.

Рисунок 4 – Кривые зависимостей

Дифференциальный режим сельсинов

Дифференциальные сельсины передают на выходной вал следящей системы сумму или разность углов, создаваемых двумя сельсинами – датчиками, каждый из которых соединен независимо друг от друга со своим входным валом. Однако, дифференциальные сельсины, в зависимости от схемы соединения, могут работать и датчиками.

На статоре и роторе дифференциального сельсина размещены трехфазные обмотки. Отношение числа витков в статорной и роторной обмотках выбирается таким, чтобы отношение напряжений было один к одному. Для возмещения потерь в машине роторная обмотка имеет несколько большее число витков, чем статорная. Схема соединения дифференциального сельсина с датчиками показана на рис.5.

Рисунок 5 – Соединение дифференциального сельсина с однофазными сельсинами

Потоки возбуждения датчиков Д₁ и Д₂ наводят ЭДС в соответствующих трехфазных обмотках датчиков. Под действием этих ЭДС по трехфазным обмоткам датчиков и дифференциального сельсина ДС протекают токи, создающие в обмотках дифференциального сельсина два пульсирующих магнитных потока Ф1 и Ф2. Если оси этих потоков взаимно перпендикулярны, дифференциальный сельсин неподвижен. Если оси этих потоков не взаимно перпендикулярны, дифференциальный сельсин ДС отрабатывает, либо сумму , либо разность в зависимости от встречного или согласного поворота входных валов. Здесь - угол поворота дифференциального сельсина; - угол поворота датчика Д₁; - угол поворота датчика Д₂.