4.3.2 Сельсини
Сельсинами називаються електричні машини змінного струму, які призначені для синхронного та синфазного повороту або обертання двох і більше механічно не зв’язаних між собою валів. Сельсини використовуються також як датчики кута повороту або розузгодження.
Сельсини мають дві обмотки - однофазну, або обмотку збудження Wз, і трифазну, або обмотку синхронізації Wс. Для зменшення кількості контактних кілець обмотка синхронізації, звичайно, міститься на статорі, а обмотка збудження - на роторі (рис. 4.3.5).
Рис. 4.3.5
Широко застосовуються і безконтактні сельсини, які не мають контактного струмопідводу до ротора. Найбільш поширені дві модифікації: невиразнополюсний сельсин з кільцевим трансформатором і виразнополюсний сельсин з двопакетним ротором.
Характерна особливість першої модифікації полягає в тому, що напруга до обмотки збудження, яка міститься на роторі, підводиться за допомогою повітряного кільцевого трансформатора, первинна обмотка якого міститься на статорі, а вторинна - на роторі.
У безконтактному сельсині з двопакетним ротором обмотки збудження і синхронізації розміщені на статорі. Ротор виразнополюсний і складається з двох Г- подібних магнітопроводів, між якими є немагнітний проміжок. Обмотка збудження, яку виконано у вигляді двох кільцевих котушок, створює магнітний потік, спрямований вздовж осі сельсина. Відносно статора ротор являє собою двополюсну систему. При повороті ротора повертається вісь магнітного потоку відносно обмотки синхронізації, що спричинює змінювання ЕРС, які наводяться в обмотці синхронізації.
В
амплітудному режимі обмотка збудження
підключається до мережі живлення (рис.
4.3.6)
і створює пульсуючий магнітний потік
збудження
.
Цей потік наводить у фазах трифазної
обмотки ЕРС, величина яких залежить від
кута повороту ротора α. Якщо початок
відліку зсунути на 60° у напрямі до фази
B
(див. рис. 4.3.6),
то відносно кута
в новій системі відліку дістанемо таку
характеристику керування сельсина для
амплітудного режиму:
Рис. 4.3.6
У фазовому режимі статорна обмотка сельсина підключається до трифазної мережі. При цьому утворюється обертове магнітне поле. Це поле наводить в обмотці ротора ЕРС, амплітуда якої незмінна, а фаза зсунута відносно фази напруги живлення на кут , який відповідає куту повороту ротора . Таким чином, характеристика керування сельсина в фазовому режимі має вигляд =.
У системах синхронного зв’язку, які застосовуються для дистанційної передачі кута або синхронізації обертання механічно не зв’язаних між собою валів, сельсини використовуються попарно. Залежно від функцій, які виконують сельсини, розрізняють сельсини-датчики, сельсини-приймачі, диференціальні сельсини. Застосовуються три основні різновиди систем синхронного зв’язку: індикаторний, трансформаторний та диференціальний.
Похибка високоякісних сельсинних датчиків і передач вимірюється одиницями кутових хвилин.
4.4 Тахогенератори
Тахогенераторами називаються електричні машини, які призначено для перетворення кутової швидкості в пропорційний електричний сигнал. Відповідно до наведеної раніше класифікації тахогенератори належать до групи аналогових генераторних датчиків.
Пропорційність перетворення визначається видом вихідної характеристики тахогенератора ‑ залежності між напругою на вихідній обмотці і швидкістю обертання вала ω.
Рівняння вихідної характеристики ідеального тахогенератора в загальному випадку має вигляд:
де
‑ кутова швидкість ротора тахогенератора;
‑
коефіцієнт передачі тахогенератора.
Конструкція тахогенераторів практично не відрізняється від конструкції відповідних типів виконавчих двигунів. Знаходять застосування в основному два типи тахогенераторів: тахогенератор постійного струму і асинхронний.
Тахогенератори постійного струму можуть мати виконання зі збудженням від постійних магнітів та з обмоткою збудження на статорі.
Асинхронні тахогенератори виконуються на базі двофазного асинхронного двигуна з порожнім ротором.
Основні вимоги до тахогенераторів: точна пропорційність між швидкістю обертання і вихідною напругою, надійність, великий діапазон вимірюваних швидкостей, швидкодія, малі розміри та маса, відсутність перешкод у вихідному сигналі.