2015-03-20
1020
В качестве датчиков угла поворота на ряду с резисторными, индуктивными и емкостными применяются сельсины и трансформаторы.
Сельсины.
[«Сельсины» - одновременные (с греческого)].
Различают контактные и бесконтактные.
В первых на статоре размещают однофазную обмотку, а на роторе трехфазную или наоборот. В бесконтактных на статоре обе обмотки, а ротор выполняют специальной конструкции с немагнитной прослойкой.
Распространение получили контактные. Их однофазная обмотка является обмоткой возбуждения, а трехфазная состоит из трех симметричных синхронных обмоток. Сельсинная система измерения (передача) состоит из двух сельсинов: сельсина -датчика (ВС) и сельсина – приемника (ВЕ). Первый соединен с первичным преобразователем (ПП), а второй с вторичным прибором (ВП).
Для работы применяют два режима: индикаторный и трансформаторный.
1) Индикаторный - применяется для контроля и дистанционной передачи угла поворота (в тех случаях когда не требуется значительного вращающего момента).
В – обмотка возбуждения;
Ф – магнитный поток;
Е – ЭДС;
q – угол поворота;
«д» – датчик; «п» – приемник.
Представляет собой следящую систему, где ОВ сельсинов ВС и ВЕ включают в общую однофазную цепь переменного тока, а трехфазные обмотки синхронизации соединяют между собой одноименными выводами.
При подаче переменного напряжения в ОВ возникает пульсирующий магнитный поток, под действием которого в обмотках синхронизации возникает ЭДС. При qд = qп (согласованном положении) возникают равные ЭДС (DЕ = Е1 – Е2 = 0) и соответственно равные токи в обмотках, а следовательно результирующие токи в обмотках равны 0. При этом I = DЕ/(2z), где z – сопротивление одной фазы.
При перемещении датчика изменяется qд. Появляется результирующий ток, который взаимодействуя с магнитным потоком Ф ВЕ создает вращающий момент, под действием которого ротор ВЕ поворачивается на угол qп до при котором наступает новое равновесие схемы. Вращающий момент при этом М = Мmaxf(q), где q = qд -qп. - угол рассогласования. Моментно-угловая зависимость М = f(q) является статической характеристикой сельсинной пары в индикаторном режиме.
Статическая характеристика при малых углах рассогласования (от 0 до 300) линейна.
2) Трансформаторный
ВТ – сельсин-трансформатор
Обмотка возбуждения сельсина датчика включается в сеть переменного тока. А выходное напряжение снимается с ОВ ВТ. Появившиеся в обмотках синхронизации токи создают в ВТ магнитный поток Ф, направленный под углом q к продольной оси выходной однофазной обмотки, под действием которого в обмотке возбуждения сельсина ВТ наводится ЭДС
Е» Uвых = Umax cosq
Зависимость Uвых = f(q) является статической характеристикой сельсинов в трансформаторном режиме.
Нулевой отчет берется при сдвиге роторов ВС и ВТ на 900. Следовательно Uвых = Umax cos(q +900) = Umax sinq
Тогда при малых q sinq» 0, т.е. Uвых = Umax f(q)
Вращательные трансформаторы.
Данные устройства представляют собой электрические машины индуктивного типа и применяются для функционального преобразования угла поворота в электрический сигнал. Представляют собой электрические машины индукционного типа, в которых статор и ротор имеют по две взаимно перпендикулярных обмотки.
Для работы применяют два режима: синусно-косинусный и линейный.
1) Синусно-косинусный
При подаче переменного напряжения на одну из обмоток статора в роторе наводится пульсирующий магнитный поток, под действием которого в обмотках ротора возникает переменная ЭДС. При повороте ротора на угол q относительно нейтрали появляются напряжения Uвых1 и Uвых2.
Uвых1 = U (W2/W1) sinq - синусоида;
Uвых2 = U (W2/W1) cosq - косинусоида;
где W2/W1 = k –максимальный коэффициент трансформации.
Угол сдвига кривых q равен 900. 
2) Линейный.
Работа аналогична вышеприведенному режиму.
У линейно вращающегося трансформатора выходное напряжение является функцией угла поворота
(3).
Линейность данной зависимости обеспечивается при углах j = ± 600. Максимальное значение при W2/W1 = 0,5 функция (3) принимает при jmax = 1200.
