- •Лекция 15 электрические микромашины автоматических устройств
- •1. Исполнительные двигатели
- •Асинхронные исполнительные двигатели § 1.1. Общие сведения
- •§ 1.2. Уравнения токов и схемы замещения асинхронных исполнительных двигателей
- •§ 1.3. Характеристики асинхронного исполнительного двигателя при разных способах управления
- •Лекция 16
- •Лекция 17 § 1.4. Динамические свойства асинхронных исполнительных двигателей
- •§ 1.5. Самоход и пути его устранения
- •§ 1.6. Конструкции асинхронных исполнительных двигателей
- •Лекция 18 2. Исполнительные двигатели постоянного тока
- •§ 2.1 Якорное управление исполнительным двигателем
- •§ 2.3. Полюсное управление исполнительным двигателем
- •Лекция 19 § 2.3. Импульсное управление исполнительным двигателем постоянного тока
- •§ 2.4. Динамические характеристики исполнительных двигателей постоянного тока
- •§ 2.5. Конструкции исполнительных двигателей постоянного тока
- •Лекция 20 3. Шаговые двигатели § 3.1. Общие сведения о шаговых двигателях
- •§ 3.2. Реверсивные шаговые двигатели
- •Лекция 21 § 3.3. Статический синхронизирующий момент
- •§ 3.4. Режимы работы шаговых двигателей
- •§ 3.5. Основные параметры и характеристики шаговых двигателей
- •Лекция 22 информационные микромашины автоматических устройств
- •4. Тахогенераторы § 4.1. Общие сведения
- •§ 4.2. Асинхронный тахогенератор
- •§ 4.3. Погрешности асинхронного тахогенератора
- •Лекция 23 § 4.4. Акселерометр
- •§ 4.5. Синхронный тахогенератор
- •§ 4.6. Тахогенераторы постоянного тока
- •Лекция 24 5. Индукционные машины систем синхронной связи - сельсины § 5.1 Общие положения
- •§ 5.2 Устройство сельсинов
- •§ 5.3 Работа сельсинов в индикаторном режиме
- •Лекция 25 мдс ротора
- •§ 5.4 Максимальный синхронизирующий момент
- •§ 5.5. Факторы, влияющие на точность работы сельсинов в индикаторном режиме
- •Лекция 26 § 5.6. Работа сельсинов в трансформаторном режиме
- •§ 5.7. Некоторые особенности конструкции сельсинов
- •§ 5.8. Дифференциальный сельсин
- •§ 5.9. Магнитоэлектрические сельсины (магнесины)
- •Лекция 27 6. Поворотные трансформаторы § 6.1 Общие положения
- •§ 6.2. Синусно-косинусные поворотные трансформаторы.
- •§ 6.3 Симметрирование синусно-косинусных поворотных трансформаторов.
- •Лекция 28 § 6.4 Линейный поворотный трансформатор
- •§ 6.5 Поворотный трансформатор-построитель
- •§ 6.6. Погрешности поворотных трансформаторов
- •§ 6.7. Многополюсные поворотные трансформаторы
- •§ 6.8. Синусные обмотки
- •Заключение
Лекция 27 6. Поворотные трансформаторы § 6.1 Общие положения
П о в о р о т н ы м и (вращающимися) трансформаторами называются небольшие индукционные машины, преобразующие угол поворота ротора в напряжение, пропорциональное либо самому углу, либо его функции.
Различают: 1) синусно-косинусные поворотные трансформаторы (СКПТ), которые выдают два напряжения, изменяющиеся по гармоническому закону Us= Umsina и Uc = Umcosa; 2)линейные поворотные трансформаторы (ЛПТ), выходное напряжение которых изменяется по закону U = ka.
Рис.6.1. Условная схема поворотного трансформатора
Поворотные трансформаторы (ПТ) состоят из статора и ротора, в пазах которых уложено по две взаимно перпендикулярных обмотки (рис.6.1). Одну из статорных обмоток называют обмоткой возбуждения- В, другую - компенсационной- К. Обмотки ротора носят названия синусной - S и косинусной- C. Параметры статорных обмоток полностью идентичны друг другу. Тоже самое справедливо и для роторных обмоток.
ПТ относятся к электрическим машинам высокой точности. Достаточно сказать, что изменение взаимной индуктивности между статором и ротором должно отличаться от гармонического закона не более чем на 0,05%.
Потребляемая поворотными трансформаторами мощность составляет несколько вольт-ампер при напряжении до 115 В и частоте 50, 400 и 2500 Гц.
§ 6.2. Синусно-косинусные поворотные трансформаторы.
Для начала рассмотри работу СКПТ в режиме холостого хода. (Zн =µ).
Рис.6.2. Схема включения СКПТ в режиме холостого хода
При питании обмотки возбуждения переменным током возникает пульсирующий магнитный поток возбуждения Фв, который индуцирует в обмотках ротора ЭДС. Поскольку взаимная индуктивность между статором и ротором является гармонической функцией угла поворота, можно утверждать, что эти ЭДС будут: Ec = Emcosa и Es = Emcos(a - 900) = Emsina, где Еm= 4,44fW2kо2Фвm -наибольшее значение ЭДС роторной обмотки при совпадении ее оси с осью обмотки возбуждения. Поток Фв и в самой обмотке возбуждения индуцирует ЭДС Ев = 4,44fW1kо1Фвm. Взяв отношения ЭДС, получим значения коэффициентов трансформации:
ks= Es/Eв = kmsina kc = Ec/Eв = kmcosa,
где km = W2ko2/W1ko1.
С использованием этого понятия
т.е. в режиме холостого хода ЭДС СКПТ являются гармоническими функциями угла поворота ротора.
Рис.6.2. Схема включения СКПТ в режиме нагрузки а) и диаграмма потов б)
При подключении к синусной обмотке нагрузки Zsн по обмотке потечет ток
где Еs- ЭДС синусной обмотки при нагрузке. Возникнет поток синусной обмотки Фs, ось которого совпадает с осью синусной обмотки (рис.6.2). Разложим его на продольную Фsd и поперечную Фsq составляющие: Фsd = Фssina и Фsq= Фscosa.
Продольная составляющая пытается размагнитить СКПТ, но ее действие компенсируется увеличением тока возбуждения.
Поэтому в первом приближении можно считать, чтопоток возбуждения и в режиме холостого хода и в режиме нагрузки остается примерно одинаковым Фво~ Фвн. Он наведет в синусной обмотке ЭДС взаимной индуктивности, практически равную ЭДС при холостом ходе
Поперечный поток Фsq является потоком самоиндукции, который тоже индуцирует ЭДС
где Isq= Iscosa и xsq= xscosa - составляющие тока и индуктивного сопротивления обмотки по оси q. Подставляя значение тока Is, получим
Тогда полное значение ЭДС синусной обмотки при нагрузке
Решив это уравнение относительно Es, получим
Здесь - комплексныйкоэффициент, зависящий от параметров нагрузки и синусной обмотки ротора.
Если бы нагрузку подключили к косинусной обмотке, получили бы
Здесь - комплексныйкоэффициент, зависящий от параметров нагрузки и косинусной обмотки ротора.
Рис.6.3. Зависимости выходного напряжения СКПТ при холостом ходе (1), нагрузке (2) и амплитудной погрешности от угла поворота ротора
Из (6.1) и (6.2) видно, что при нагрузке выходные ЭДС СКПТ уже не являются гармоническими функциями угла поворота ротора. Возникают погрешности, относительные значения которых:DUs= (Eso- Es)/Eso.max и DUc = (Eco - Ec)/Eco.max.
Поскольку коэффициенты а и b комплексные числа, можно говорить об амплитудной и фазовой погрешностях.
На рис. 6.3 показаны зависимости ЭДС синусной обмотки при холостом ходе (кривая 1), при нагрузке (кривая 2) и амплитудной погрешности (кривая 3) в функции угла поворота ротора.