Сельсины
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.
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.
Ротор- Р бесконтактного сельсина 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.