Устройство и принцип действия сельсинов

Индукционные системы синхронной передачи названы так по­тому, что в качестве датчиков и приемников они используют индук­ционные микромашины переменного тока - сельсины.

Сельсины имеют две обмотки: возбуждения и синхронизации.

Сельсины по конструкции делятся на контактные и бесконтактные, однофазные и трёхфазные

В зависимости от расположения этих об­моток различают сельсины контактные и бесконтактные.

Контактные сельсины в свою очередь могут быть двух видов:

1. с однофазной обмоткой на статоре и трехфазной обмоткой на роторе;

2. с однофазной обмоткой на роторе и трехфазной обмоткой на статоре.

У бесконтактных сельсинов обе обмотки расположены на статоре.

У контактных сельсинов первого вида на статоре имеются два явно выраженных полюса, на которых размещена обмотка возбуждения. Эта

обмотка получает питание от сети переменного тока напряжением 36, 45, 110, 115 и 127 В частотой 50, 400 и 500 Гц (в зависимости от типа сельсина)

Ротор выполнен с неявно выраженными полюсами. В пазы ротора укладывается трехфазная об­мотка, соединяемая обычно по схеме «звезда». На роторе расположены три контактных кольца со щетками на них, предназначенные для электрической связи с другими сельсинами.

Контактные сельсины второго вида имеют обращенную конструкцию, т.е. в пазах сердечника статора уложена трехфазная обмотка, а на роторе с явно выраженными полюсами расположена однофазная обмотка.

Эти сельсины имеют ряд техниче­ских и эксплуатационных преимуществ по сравнению с сельсинами первого вида, а именно:

- меньшее число контактных колец (два вместо трех);

- синхронизирующий мо­мент в 1,5 раза больше, чем у сельсинов первого вида.

У бесконтактных сельсинов отсутствуют контактные кольца и щетки, так как у них и однофазная первичная, и трехфазная вторичная обмотки расположены на неподвижном статоре, а ротор представляет собой специальную конструкцию в виде двух постоянных магнитов, разделенных немагнитным материалом.

На рис. 11.1 показаны магнитные системы различных сельсинов.

Рисунок 11.1. Магнитные системы контактных сельсинов с первичной однофазной об­моткой на статоре (а), на роторе (б) и бесконтактных сельсинов (в), (г):

1- статор; 2 - полюсы; 3 - ротор; 4 - пазы; 5 - пазы в роторе для короткозамкнутой обмотки; 6 — внешний неподвижный магнитопровод; 7 - немагнитный ротор; 8 - вторичная трехфазовая распределительная обмотка: P1, P2 - постоянные магниты; δ , δ - воздушные зазоры; Ф — поток возбуждения

Принцип действия индукцион­ной синхронной передачи рас­смотрим на простейшем примере, когда к датчику подключен один приемник (рис. 16.6).

Рисунок 11.2. Схема индукционной системы синхронной связи

Обмотки возбуждения сельси­нов - датчика ОВ и приемни­ка ОВ - подключены к обще­му источнику однофазного пере­менного тока постоянной часто­ты. Протекающий по этим обмоткам переменный ток возбуждения вы­зывает одинаковые во времени (синфазные) изменения маг­нитных потоков Ф возбуждения обоих сельсинов.

В исходном (согласован­ном) положении роторов трехфазные обмотки сельсинов имеют одинаковое пространст­венное положение относительно обмоток возбуждения. Поэтому в одноименных фазах трехфазных обмоток сельсинов будут индуктироваться одинаковые по величине и совпадающие по фазе э. д. с.

В соединительных проводах, связывающих между собой попарно одноименные фазые обмотки, э.д.с. этих обмоток находятся в противофазе и ток между ними отсутствует. При повороте ротора сельсина – датчика его фазные э.д.с. изменятся, т.е. равновесие между одноименными э.д.с. обоих сельсинов нарушится. В результате в проводах потекут уравнительные токи. При этом взаимодействие токов ротора с магнитными потоками статоров вызовет появление электромагнитных моментов.

У сельсина – датчика этот момент направлен против внешней силы, повернувшей ротор, т.е. стремится вернуть ротор в исходное положение. Однако этот ротор не может вернуться в исходное положение, т.к. он повернут, например, баллером руля

В то же время такой момент у сельсина – приемника имеет противоположное направление и поворачивает ротор этого сельсина в ту сторону, в которую был повернут ротор сельсина – датчика. На оси этого ротора закреплена легкая стрелка, которая поворачивается, указывая угол поворота ротора сельсина – датчика.