Робота сельсинів в індикаторній схемі

Найпростіша індикаторна схема синхронного зв’язку для дистанційної передачі кута складається з двох однакових сельсинів (приймача і давача) і лінії зв’язку (рис. 8.3). Обмотки збудження ОЗ обох сельсинів підключаються до однофазної мережі змінного струму. Кінці фаз обмотки синхронізації приймача з’єднуються лінією зв’язку з кінцями фаз обмотки синхронізації давача.

Рис 8.3. Найпростіша індикаторна схема синхронного зв’язку для дистанційної передачі кута

Змінний струм обмоток збудження сельсинів створює магнітний потік, який індукує в обмотках синхронізації сельсинів ЕРС. Величина ЕРС тієї чи іншої фази обмотки синхронізації залежить від її просторового розташування відносно обмотки збудження.

Якщо фази обмоток синхронізації давача і приймача розташовані однаково відносно відповідних обмоток збудження (a_¶ = a_п), то в з’єднаних лінією зв’язку фазах обмоток синхронізації індукуються однакові і зустрічно напрямлені ЕРС. Ці ЕРС врівноважують одну одну, і в колі обмоток синхронізації струм відсутній. Таке положення роторів сельсинів називається узгодженим.

Якщо ротор давача поворотом на деякий кут вивести з узгодженого положення, то рівновага ЕРС, індукуючих в фазах обмоток синхронізації, порушиться. При цьому в обмотках синхронізації і лінії зв’язку з’являться врівноважуючі струми. В результаті взаємодії цих струмів з потоком обмотки збудження сельсина-приймача виникає обертальний (синхронізуючий) момент, який буде повертати ротор приймача до тих пір, поки він не прийде в узгодження з ротором давача положення.

Величина синхронізуючого моменту, що розвивається сельсином-приймачем, залежить від кута розузгодженості і параметрів сельсинів, що входять в схему:

(8.1)

де - максимальний синхронізуючий момент; с₁ – постійна величина; f₁ – частота живлячої мережі; Е_{ф max} – максимальне значення ЕРС фази обмотки синхронізації; i — активний і індукивний опір фази обмотки синхронізації за законом синуса від кута розузгодженності. При великих кутах розузгодженності неможна не рахуватися з розмагнічуючою дією повздовжньої складової МРС обмотки синхронізації, а також неможна враховувати опір , постійними. Через вплив цих факторів реальна крива синхронізуючого моменту при великих кутах розузгодженності значно відхиляється від синусоіди. На рис. 8.4 представлені залежності М = f(q) для різних сельсинів: 1 – явнополюсного, 2 – неявнополюсного.

Рис 8.4. Залежності М = f(q) для різних сельсинів

Точність роботи сельсинів в індикаторному режимі визначається не величиною максимального моменту М_max, а величиною питомого синхронізуючого моменту М_пит – моменту, припадаючого на 1⁰ кута розузгодженності.

Вираз М_пит можна отримати шляхом підстановки в 8.1. кута q=1⁰:

(6.2)

Чим більший М_пит, тим крутіша крива синхронізуючого моменту в початковій частині, а це значить, що сельсин має меншу похибку – кут розузгодженності q. В останньому можна переконатися, розглядаючи рис.8.5, де зображені криві М=f(q) для двох сельсинів-приймачів (1 і 2). При однаковому моменті опір на валу сельсина-приймача М_с.п похибка першого сельсина q₁ менша, ніж другого q₂.

Рис 8.5. Криві М=f(q) для двох сельсинів-приймачів

Питомий синхронізуючий момент сельсина залежить від . В свою чергу º , де U₁ – напруга мережі. Тому, питомий синхронізуючий момент пропорційний квадрату напруги мережі: М_питº.

Враховуючи, що ºf₁, неважко зробити висновок – М_пит при U₁=const приблизно зворотньо пропорційний квадрату частоти: М_питº1/f².

В схемах автоматики дуже часто від одного сельсина-давача працюють декілька (до 30 і більше) сельсинів-приймачів. Питомий синхронізуючий момент сельсинів зменшується з підвищенням кількості приймачів N приблизно за гіперболічним законом (рис. 8.6):

М_{пит N} = М_{пит 1}×2/(1+N). (8.3)

Рис 8.6. Гіперболічний закон для питомого синхронізуючого моменту сельсинів

Тут М_{пит N} – питомий момент кожного з N сельсинів-приймачів, що працюють від одного датчика; М_{пит 1} – питомий момент при роботі від давача одного приймача.