Все |0-9 |А |Б |В |Г |Д |Е |Ж |З |И |К |Л |М |Н |О |П |Р |С |Т |У |Ф |Х |Ц |Ч |Ш |Щ |Э |Ю |Я

Каталог статей Принципы действия устройств Электрические машины

Поиск по тегам : электродвигатель, асинхронные, синхронные, с фазным ротором, с короткозамкнутым ротором, постоянного тока


Сельсины
  • Currently 3.36/5

Рейтинг 3.4/5 (132 голосов)

Свое название сельсины получили от сокращения английских слов self-synehronizing (самосинхронизирующийся). Они служат для синхронного поворота или вращения двух или нескольких механически не связанных валов. По исполнению сельсины делятся на контактные и бесконтактные.

 

У контактного сельсина имеются явно выраженные полюсы, на которых размещается однофазная сосредоточенная обмотка, включаемая в сеть переменного тока. Эта обмотка является обмоткой возбуждения. В пазах ротора укладываются три распределенные обмотки, сдвинутые в пространстве на 120°. Эти обмотки соединяют звездой и три их вывода подсоединяют к контактным кольцам, по которым скользят неподвижные щетки, соединенные с внешней цепью. Эти обмотки называются обмотками синхронизации.

 

Пакеты статора и ротора собраны из листовой электротехнической стали, причем ротор выполнен со скошенными пазами для ослабления зубцовых гармоник в кривых ЭДС. Иногда находит применение обращенная конструкция сельсинов, когда явно выраженные полюсы с обмоткой возбуждения размещают на роторе, а обмотки синхронизации - в пазах статора.

 

Активное изображениеВ настоящее время широкое применение находят бесконтактные сельсины. У них отсутствуют скользящие контакты, что повышает надежность и точность их работы. В таких сельсинах (рис. 1а) обмотки синхронизации и возбуждения размещают на статоре, а ротор не имеет обмоток. Ротор состоит из двух пакетов 1 и 2, набранных из листовой стали, между которыми имеется косой промежуток 3, заполненный немагнитным материалом, вследствие этого полюсы ротора в магнитном отношении разделены. Листы пакетов ротора располагаются параллельно оси вала, как показано на рис. 1б. Основной пакет статора 4 имеет обычную конструкцию и в его пазах 5 размещается обмотка синхронизации 6. Обмотка возбуждения 7 состоит из двух кольцевых катушек, оси которых совпадают с осью ротора.

 

Магнитный поток, созданный обмоткой возбуждения 7, из полюса П1 в полюс П2 замыкается через боковые кольца 8 и пакет внешнего магнитопровода 9, набранного из

полос электротехнической стали, а затем через зубцы и ярмо пакета статора.

 

В зубцовом слое статора магнитный поток, созданный обмоткой возбуждения, как и в контактном сельсине, будет сцепляться с обмоткой синхронизации. В зависимости от назначения и режимов работы различают: сельсины, работающие в индикаторном режиме; сельсины, работающие в трансформаторном режиме, и дифференциальные сельсины.

 

Активное изображениеСхема включения сельсинов в индикаторном режиме показана на рис. 2. Один из сельсинов (например, левый)  называется датчиком, а другой (правый) приемником. Иногда один сельсин-датчик управляет несколькими приемниками. В индикаторном режиме осуществляется дистанционная передача угла. При этом внешний нагрузочный момент на валу сельсина-приемника практически отсутствует.

 

Обычно вал сельсина-приемника поворачивает стрелку или шкалу измерительного прибора, движок реостата и т. п. Если углы поворота соответствующих обмоток фаз сельсина-датчика βд и сельсина-приемника βп по отношению к осям полюсов одинаковы (βд = βп) , а обмотки возбуждения сельсинов ВД и ВП включены в одну и ту же сеть, то пульсирующие магнитные поля, созданные этими обмотками, наведут в соединенных друг с другом одноименных обмотках синхронизации одинаковые ЭДС:

 

               ЕАД = ЕАП ; ЕВД = ЕВП ; Ес,д = Ес,п

 

Одноименные ЭДС сельсина-датчика и сельсина-приемника имеют встречное направление, поэтому в обмотках синхронизации не возникает токов и электромагнитные моменты сельсинов равны нулю.

 

Если теперь повернуть ротор сельсина-датчика на какой-то угол Δβ1 = βд - βп, то одноименные «фазы» сельсинов окажутся не в одинаковых условиях по отношению к магнитным полям и их ЭДС не будут равны (ЕАд ЕАп и т. д.). Вследствие этого в обмотках синхронизации возникнут токи, которые, взаимодействуя с магнитными полями, создадут вращающие моменты. Моменты, действующие на роторы сельсина-датчика и сельсина-приемника, направлены в противоположные стороны и под их влиянием угол рассогласования Δβ1 уменьшится. Если при повороте на Δβ1 ротор сельсина-датчика будет закреплен, то ротор сельсина-приемника под действием возникшего момента также повернется на угол Δβ1 и опять, будет выполняться равенство β'Д = β'П.

 

В реальных условиях сельсины всегда дают некоторые погрешности в передаче угла. Эти погрешности вызваны наличием трения в подшипниках и щетках, неточностью изготовления и др. В зависимости от класса точности сельсины позволяют осуществить передачу угла с погрешностью 0,25-2,500.

 

Активное изображениеСельсины, работающие в трансформаторном режиме, конструктивно не отличаются от сельсинов, работающих в индикаторном режиме, и применяются в следящих системах. На рис. 3 показана схема включения сельсинов, работающих в трансформаторном режиме. Отличие этой схемы от схемы, показанной на рис. 2, состоит в том, что однофазная обмотка ВП сельсина-прнемника С-П не включается в сеть переменного тока, а подключается к управляющему блоку усилителя У. При подаче питания в обмотку возбуждения Вд сельсина-датчика С-Д в обмотках синхронизации потечет ток, который в сельсине-приемнике создаст пульсирующий магнитный поток.

 

В исходном положении ротор этого сельсина должен быть расположен так, чтобы его ось была ориентирована перпендикулярно оси пульсирующего магнитного потока, созданного обмотками синхронизации. В этом случае оси обмоток Вд и ВП будут сдвинуты в пространстве на 90° и напряжение на выводах обмотки ВП равно нулю. На усилитель СУ не будет подаваться сигнал, и он не будет давать питание на исполнительный двигатель ИД. Система будет неподвижна.

 

Если теперь повернуть ротор сельсина-датчика С-Д на какой-либо угол α, то токи в обмотках синхронизации изменятся, и ось магнитного потока в сельсине-приемнике С-П повернется на тот же угол. При этом появится напряжение на обмотке ВП, пропорциональное sin α. На вход усилителя У поступит сигнал. Усиленный сигнал

от усилителя У поступает на двигатель ИД, который приводит в действие исполнительный механизм ИМ и одновременно поворачивает ротор сельсина-приемника в такое положение, когда его обмотка ВП снова будет сдвинута на 90° относительно оси обмотки Вд.  В этом положении подача сигнала на усилитель прекращается и привод останавливается. Таким образом, исполнительный механизм будет повторять повороты или вращение ротора сельсина-датчика (будет «следить» за поворотами ротора сельсина-датчика).

 

Дифференциальные сельсины применяются в тех случаях, когда требуется осуществлять управление из двух пунктов. Конструктивно они отличаются от обычных сельсинов тем, что у них как статор, так и ротор не имеет явно выраженных полюсов. Кроме того, в пазах статора и ротора располагаются по три сдвинутые на 120° обмотки, соединенные по схеме звезды. Эти обмотки включаются в рассечку проводов, соединяющих обмотки синхронизации обыкновенных сельсинов.



 
Обмотки машин переменного тока Линейные асинхронные двигатели