Сельсины

13 февраля 2013 -

Введение

В различных отраслях промышленности, в системах автоматики и контроля часто возникает необходимость синхронного и синфазного вращения или поворота двух и более осей, механически не связанных друг с другом (например, на РЛС — радиолокационных системах с вращающейся антенной). Такие задачи решаются с помощью систем синхронной связи.

ростейший сельсин состоит из статора с трёхфазной обмоткой (схема включения — треугольник или звезда) и ротора с однофазной обмоткой. Два таких устройства электрически соединяются друг с другом одноимёнными выводами — статор со статором и ротор с ротором. На роторы подаётся одинаковое переменное напряжение. При таких условиях вращение ротора одного сельсина вызывает поворот ротора другого сельсина. При повороте одного из сельсинов (сельсин-датчика) на определённый угол в нём наводится ЭДС, отличная от первоначальной. Поскольку сельсины (их роторы) соединены, то эта же ЭДС будет возникать и во втором сельсине (сельсин-приёмнике) и по правилу левой руки он отклонится от первоначального положения на тот же угол.

Понятие сельсины

Свое название сельсины получили от сокращения английских слов self-synehronizing (самосинхронизирующийся). Они служат для синхронного поворота или вращения двух или нескольких механически не связанных валов. Сельсины состоят из статора и ротора. Они имеют одну обмотку возбуждения и три, сдвинутых в пространстве на 1200 и соединенных в звезду, обмотки синхронизации. Сельсины бывают контактные и бесконтактные.
          

Устройство и применение контактных сельсинов

 У контактного сельсина имеются явно выраженные полюсы, на которых размещается однофазная сосредоточенная обмотка, включаемая в сеть переменного тока. Эта обмотка является обмоткой возбуждения. В пазах ротора укладываются три распределенные обмотки, сдвинутые в пространстве на 120°. Эти обмотки соединяют звездой и три их вывода подсоединяют к контактным кольцам, по которым скользят неподвижные щетки, соединенные с внешней цепью. Эти обмотки называются обмотками синхронизации. Пакеты статора и ротора собраны из листовой электротехнической стали, причем ротор выполнен со скошенными пазами для ослабления зубцовых гармоник в кривых ЭДС. Иногда находит применение обращенная конструкция сельсинов, когда явно выраженные полюсы с обмоткой возбуждения размещают на роторе, а обмотки синхронизации - в пазах статора. Магнитная система контактных сельсинов может быть неявнополюсной (рис.1 а,) или явнополюсной (рис.1, б, в). Обмотка возбуждения может располагаться как на роторе, так и на статоре. Первая конструкция более предпочтительна, т.к. имеет только два кольца вместо трех.

Рис 1. Конструктивные схемы контактных сельсинов

Устройство и применение бесконтактных сельсинов

В настоящее время широкое применение находят бесконтактные сельсины. У них отсутствуют скользящие контакты, что повышает надежность и точность их работы.

 

 Рис.2. Конструктивная схема и магнитная цепь бесконтактного сельсина

Ротор- Р бесконтактного сельсина (рис.2) имеет два стальных пакета, разделенных немагнитным материалом - НМ (обычно сплавом алюминия). Пакеты ротора шихтованы в продольном направлении. Статор состоит из сердечника - С и двух колец - К. В пазах статора уложена обмотка синхронизации - ОС, выполненная по типу трехфазной. К кольцам примыкают пакеты внешнего магнитопровода - ВМ, то же шихтованных в продольном направлении. Обмотка возбуждения - ОВ выполнена в виде двух кольцевых катушек.

Магнитный поток, созданный обмоткой возбуждения, замыкается по пути, показанному на рис.2. Из одного пакета ротора он проходит через небольшой воздушный зазор в статор - С. Затем по его спинке проходит половину окружности и выходит в другой пакет ротора. Отражаясь от косого зазора, он по кольцу - К и внешнему магнитопроводу - ВМ снова попадает в первый пакет ротора. При повороте ротора изменяется положение потока возбуждения относительно обмоток синхронизации, поэтому ЭДС, индуцируемые в них, будут зависеть от угла поворота ротора так же, как и в контактном сельсине.

Недостатком бесконтактных сельсинов является худшее использование активных материалов. Их масса примерно в 1, 5 раза больше, чем контактных. Объясняется это большими воздушными зазорами, вследствие чего сельсины имеют значительные потоки рассеяния и большие намагничивающие токи.

Заключение

Сельсины представляют собой поворотные трансформаторы, имеющие однофазную первичную обмотку и трехфазную вторичную.  Сельсины подразделяют на контактные и бесконтактные.

Большим недостатком контактных сельсинов является наличие скользящего контакта, переходное сопротивление которого может изменяться в довольно широких пределах.

Недостатком бесконтактных сельсинов является худшее использование активных материалов. Их масса примерно в 1,5 раза больше, чем контактных. Объясняется это большими воздушными зазорами, вследствие чего сельсины имеют значительные потоки рассеяния и большие намагничивающие токи.

Список литературы

  1. Арменский, Е.В. Электрические микромашины: Учеб. пособие для вузов, 3-е изд., перераб. и доп. / Е.В. Арменский, Г.Б. Фалк. – М.: Высшая школа, 2009.–231 с.
  2. Волков, Н.И. Электромашинные устройства автоматики / Н.И. Волков, В.П. Миловзоров. – М.: Высшая школа, 2008. – 335 с.
  3. Хрущев, В.В. Электрические машины систем автоматики / В.В. Хрущев. – Л.: Энергоатомиздат, 2010. – 363 с.
  4. Волынский, Б.А. Электротехника: Учебное пособие для вузов / Б.А. Волынский, Е.Н. Зейн, В.Е. Шатерников. – М.: Энергоатомиздат, 2008. –528 стр.
     
Комментарии (0)

Нет комментариев. Ваш будет первым!