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¶ = aп), 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:
де – максимальний синхронізуючий момент; с1 – постійна величина; f1 – частота живлячої мережі; Еф 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 Мmax, а величиною питомого синхронізуючого моменту Мпит – моменту, припадаючого на 10 кута розузгодженності.
Вираз Мпит можна отримати шляхом підстановки в 8.1. кута q=10:
Чим більший Мпит, 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 Мс.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: Мпитº
.
Враховуючи, що ºf1, неважко зробити висновок – Мпит при U1=const приблизно зворотньо пропорційний квадрату частоти: Мпитº1/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):
Мпит N = Мпит 1×2/(1+N). (8.3)
Рис 8.6. Гіперболічний закон для питомого синхронізуючого моменту сельсинів
Тут Мпит N – питомий момент кожного з N сельсинів-приймачів, що працюють від одного датчика; Мпит 1 – питомий момент при роботі від давача одного приймача.