В современной технике очень часто возникает необходимость синхронизации вращения или поворота различных осей механизмов, находящихся на расстоянии друг от друга.
Эта задача чаще всего решается с помощью электрических систем синхронной связи - сельсинов. Они обеспечивают одновременное (синхронное) вращение или одновременный поворот двух валов механически не связанных механизмов. Отсюда следует подразделение сельсинов на два основных типа:
- синхронного вращения (электрического вала);
- синхронного поворота (передачи угла).
По конструкции сельсины делятся на контактные и бесконтактные. Недостатком контактных сельсинов является наличие у них скользящих контактов, переходное сопротивление которых может значительно измениться, что обуславливает низкую надежность и увеличивает погрешность их в работе. Бесконтактные сельсины характеризуются большей надежностью работы и стабильностью характеристик. Однако они сложны по конструкции и имеют более низкий cosφ по сравнению с контактными сельсинами.
Если роторы приемника и датчика расположены одинаково по отношению к соответствующим обмоткам возбуждения, то в соединенных между собой линиях связи (фазах обмоток синхронизации) индуцируются одинаковые ЭДС, которые, уравновешивают друг друга. В этом случае положение сельсинов согласованное.
Если ротор датчика поворотом на некоторый угол вывести из согласованного положения, то равенство ЭДС нарушится и в фазах обмоток синхронизации датчика и приемника потекут уравнительные токи, которые, взаимодействуя с потоком возбуждения, создадут вращающие моменты, действующие в направлении уменьшения угла рассогласования, определяемого как:
(2.1)
где γд - угол сдвига ротора сельсина-датчика;
γп - угол сдвига ротора сельсина-приемника.
Протекающие в фазах уравнительные токи могут быть выражены следующими уравнениями:
, (2.2)
. (2.3)
Полное сопротивление одной фазы обмотки синхронизации сельсинов по поперечной оси равно:
, (2.4)
где rq - активное сопротивление одной фазы обмотки;
xq - реактивное сопротивление одной фазы обмотки.
Наибольшее эффективное значение фазной ЭДС обмотки синхронизации:
,……………………… (2.5)
где KW - обмоточный коэффициент обмотки синхронизации;
W - число витков фазы обмотки синхронизации;
Ф - амплитуда магнитного потока первичной обмотки возбуждения сельсина, Вб.
Величина синхронизирующего момента вращения может быть определена по уравнению:
(2.6)
где f1 - частота напряжения питающей сети, Гц.
Удельный синхронизирующий момент на валу сельсина-приемника рассчитывается по формуле:
(2.7)