Курсовой проект по дисциплине «Автоматизация энергетических систем» Тема: «Промежуточные элементы автоматики. Сельсины»
СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ 2
ВВЕДЕНИЕ 2
ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ 3
СЕЛЬСИНЫ 4
КОНСТРУКЦИЯ 6
ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ РЕЖИМ 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 14
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И ИСТОЧНИКОВ 15
ВВЕДЕНИЕ
Автоматикой называется отрасль науки и техники, охватывающая теорию и принципы построения автоматических систем и устройств, выполняющих свои основные функции без непосредственного участия человека.
Классификация систем автоматики:
1.автоматические системы контроля, которые могут иметь разновидности в виде автоматических систем измерения (АСИ) и автоматически систем сигнализации (АСС).
2.автоматические системы управления (АСУ). Частным случаем АСУ является автоматическая система регулирования (АСР).
ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ
Общая характеристика
Назначение и устройство промежуточных элементов во многом зависит от характера входного и выходного воздействий, т. е. от типа цепей первичных и исполнительных механизмов. В автоматических устройствах пользуются обычно электрическими чувствительными элементами. В качестве исполнительного механизма часто применяется электропривод. Поэтому и среди промежуточных элементов автоматики особенно распространены устройства с электрическими входными и выходными величинами: реле, усилители, преобразователи частоты, распределители и стабилизаторы.
Промежуточные элементы неэлектрического или частично электрического действия применяются для управления механическими, пневматическими и гидравлическими цепями. Такие элементы - называются промежуточными передачами.
К числу промежуточных следует отнести также вычислительные элементы, которые распространены в различных счетно-решающих устройствах, например при программном управлении станками, в автоматических регуляторах и других устройствах.
СЕЛЬСИНЫ
Сельсинами называют электрические микромашины переменного тока, обладающие способностью самосинхронизации и применяемые в синхронных системах дистанционной передачи угла в качестве датчиков и приемников. Передача угловой величины в такой системе происходит синхронно, синфазно и плавно. При этом между устройством, задающим угол (датчиком), и устройством, принимающим передаваемую величину (приемником), существуют только электрические соединения в виде линии связи.
Сельсины бывают трехфазные силовые и однофазные, однако в системах управления практически используются только однофазные. Однофазные сельсины работают в основном в двух режимах. В индикаторном режиме датчик поворачивается принудительно, а приемник устанавливается в согласованное с датчиком положение под воздействием собственного синхронизирующего момента. Этот режим используют в системах контроля угла поворота объекта. Погрешность передачи порядка 0,5°-1,5°. В трансформаторном режиме датчик поворачивается принудительно, а приемник вырабатывает напряжение, являющееся функцией угла рассогласования. Этот режим наиболее часто используют в системах управления углом поворота объекта. Для обоих режимов возможны следующие схемы: а) парная: датчик – приемник; б) многократная: датчик – несколько приемников; в) дифференциальная: два датчика- приемник. Однофазный сельсин может работать как в индикаторном, так и в трансформаторном режимах в качестве датчика и приемника. Однако ввиду специфичности предъявляемых требований выпускаемые сельсины предназначаются для конкретного режима работы. Основные требования, предъявляемые к дистанционным передачам на сельсинах: 1) высокая статическая и динамическая точности. Статическая точность определяется погрешностью следования в режиме медленного поворота, а динамическая – в режиме вращения с меняющейся по заданному закону угловой скоростью. Погрешность следования дистанционной передачи – это отклонение угла поворота ротора сельсина -приемника от угла поворота сельсина-датчика в положении согласования; 2) способность к самосинхронизации в пределах одного оборота, т.е. свойство системы на сельсинах занимать только одно устойчивое согласованное положение в пределах оборота; 3) сохранение свойства самосинхронизации и заданной точности при высоких угловых скоростях и наличии в системе нескольких приемников.
КОНСТРУКЦИЯ
Однофазные сельсины по конструкции и наличию скользящего контакта можно подразделить на контактные и бесконтактные.
Рис. 1
Контактные сельсины состоят из двух частей: статора и ротора. На статоре (или роторе) располагают однофазную обмотку возбуждения В (рис. 1, а); на роторе (или статоре) – обмотку синхронизации С. Конструктивно они подобны синхронным машинам с электромагнитным возбуждением. У однофазных сельсинов обмотку синхронизации выполняют по типу трехфазной, т.е. три отдельные обмотки смещены в пространстве на 120° и соединены в звезду. Обмотка синхронизации всегда распределенная; обмотка возбуждения может быть и распределенной, и сосредоточенной. Число пар полюсов в сельсине выбирают равным единице (рм=1), чтобы получить самосинхронизацию в пределах одного оборота. Обмотка возбуждения сельсина создает пульсирующий магнитный поток. Этот поток, проходя по магнитопроводу сельсина, пересекает витки обмотки синхронизации и наводит в них трансформаторные ЭДС, зависящие от угла поворота ротора. Так как при повороте ротора взаимоиндуктивность между обмотками возбуждения и синхронизации плавно изменяется по закону косинуса, то в обмотке синхронизации наводятся фазные ЭДС, пропорциональные косинусу угла поворота ротора. У некоторых сельсинов имеется короткозамкнутая демпферная обмотка Д, расположенная перпендикулярно обмотке В. Принцип работы сельсина не зависит от места расположения каждой из обмоток: на статоре или на роторе. Однако наиболее распространены (рис. 1, б) сельсины с обмоткой возбуждения 4, расположенной на роторе 3, и обмоткой синхронизации 2 на статоре 1. У них меньше контактных колец 6 и щеток 7, что обеспечивает более высокую надежность, меньший момент трения и объем сельсина. В цепи передачи сигнала (линии связи обмоток синхронизации) отсутствуют скользящие контакты. При такой конструкции проще выполнить на роторе демпферную обмотку 5. Наличие скользящих контактов значительно снижает надежность контактных сельсинов. Поэтому были разработаны также бесконтактные сельсины: с униполярным возбуждением ротора со стороны статора и с переходным кольцевым трансформатором.