Исследование сельсинов в индикаторном и трансформаторном режимах

   ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА № 5.

   ИССЛЕДОВАНИЕ СЕЛЬСИНОВ В ИНДИКАТОРНОМ И ТРАНСФОРМАТОРНОМ РЕЖИМАХ. 

   Цель  работы: ознакомление с устройством и основными характеристиками бесконтактных однофазных сельсинов при работе в индикаторном и трансформаторном режимах. 

   ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

   Для передачи на расстояние углового или  линейного перемещения, преобразованного в угловое, служат индукционные устройства синхронной связи. При этом устройствами существует только электрическая связь – линия связи.

   Передача  угловой величины происходит синхронно, синфазно и плавно. Бывают передатчики на постоянном токе, многофазном и однофазном переменным токах. В качестве датчиков и приемников в системах синхронной передачи чаще всего используют сельсины.

   Индикаторный  режим работы сельсинов.

   Сельсин приемник как правило не имеет  момента сопротивления на валу. Используется во всех случаях, когда надо передать на расстояние положение какого-либо регулирующего органа. Используют два сельсина одного типа.

   В зависимости от положения ротора с обмоткой возбуждения относительно статора в обмотках синхронизации наводятся различные по величине и по фазе ЭДС:

   

   

    , где  - максимальное значение ЭДС, - угол между осями одной из обмоток синхронизации и обмотки возбуждения.

   Угол  рассогласования разность между  углами поворота ротора и статора:

   

   Если  , то ЭДС в соответствующих фазах СД и СП равны и ток в линии связи отсутствует, если ЭДС соответствующих фаз обмоток синхронизации будут не велики и в линии связи возникает ток:

   

   

    , где  - максимальное значение тока, - сопротивление обмотки синхронизации, -сопротивление линии связи.

   Токи  обмоток синхронизации взаимодействуют с пульсирующим магнитным потоком обмотки возбуждения, создавая вращающие моменты, стремящиеся свести к нулю .

   Среднее значение синхронизирующего момента:

   

   При работе сельсинов в индикаторном режиме без нагрузки на валу СП передача угла идет со статической угловой погрешностью. Погрешность возникает из-за тормозного момента, магнитной и электрической асимметрии сельсинов. Преобладающей является погрешность – собственный момент трения , характеризующий зону не чувствительности приемника, в пределах которой ротор приемника может занять любое положение при одном и том же положении ротора датчика. 

   Трансформаторный  режим работы сельсинов.

   Используется  в тех случаях, когда необходимо повернуть на угол какой-либо объект регулирования, имеющий значительный момент сопротивления. При этом по линии связи передается не большой по мощности сигнал, а затем усиливается при помощи усилителя, приводит во вращение исполнительный двигатель, который, перемещая объект регулирования, одновременно уменьшает угол рассогласования между СП и СД.

   При работе в трансформаторном режиме важной характеристикой является удельная выходная ЭДС, показывающая крутизну характеристики в начале координат:

   

   Момент  сопротивления рассчитываем по формуле:

   М_сопр = mgl. 
 

   Ход работы: 

   1. Исследование сельсинов в индикаторном режиме. 

 
 
 
 
 
 

   Семейство кривых Mc = f (Ө) при изменении Rлс. 

   

   

   

   Рассчитаем  значение удельного синхронизирующего  момента в начале координат при (dӨ=10⁰) по формуле М_уд= dМс1/d Ө:

   М_уд1= М_уд2= dМс1/d Ө = dМс2/d Ө =0,003/10=0,0003 Нм. 

   2. Исследование сельсинов в трансформаторном режиме. 

   Влияние сопротивления нагрузки на выходное напряжение.

   Uвых = Umin при угле поворота ротора 272˚. Напряжение равно номинальному, сопротивление линий связи минимальное. 

 
 
 
 
 
 
 

   Семейство кривых Uвых = f (Ө) при разных значениях нагрузки Rн.

   

   

     
 

   Семейство кривых Uвых = f (Rн) при Ө = 30˚, 50˚ и 90˚. 

   

   

   

   Влияние сопротивления линий  связи на выходное напряжение.

   Увеличиваем Rлс и устанавливаем режим холостого хода. 

 

   

 

   Определим удельную выходную ЭДС:

1. Rлс = min, Rн = ∞

Е_уд = 2/10 = 0,2 В. 

2. Rлс = min, Rн = R1

E_уд = 1/10 = 0,1 В. 

3. Rлс = min, Rн = R2

Е_уд = 1/10 = 0,1 В. 

4. Rлс = min, Rн = R3

Е_уд = 0,5/10 = 0,05 В. 

5) Rлс = max, Rн = ∞

     Е_уд = 1/10 = 0,1 В.