Сельсины: назначение, устройство, принцип действия

Для чего служит сельсин датчик и что это такое

Всем кто хотел бы выяснить, что это такое сельсин датчик, необходимо подробно ознакомиться с его устройством и принципом действия. Для этого, прежде всего, следует понять, что он представляет собой разновидность электрических устройств, работающих только на переменном токе.

Лучший способ понять, что такое сельсин датчик – это разобраться с его назначением. После ознакомления с этим вопросом выясняется, что он позволяет отслеживать поведение подвижных частей двух устройств, удаленных на определенное расстояние. Такая возможность позволяет согласовывать их вращение в отсутствие механической связи (электрическим путем – по проводам). Другими словами, сельсиновые датчики это электрически синхронизированные передающие и приемные устройства.

Дифференциальные сельсины

Дифференциальные сельсины позволяют зафиксировать угол поворота вала, который является разностью углов поворота валов двух других сельсинов. В такой системе один сельсин яв­ляется сельсин-приемником, а два других — сельсин-датчиками. Дифференциальный сельсин может быть соединен также с дву­мя другими сельсинами таким образом, что угол поворота его вала будет вычитаться из угла поворота вала одного из сель­син-датчиков. В этом случае разность углов поворота валов двух сельсинов фиксируется относительным углом поворота ва­ла сельсин-приемника, а дифференциальный сельсин служит в качестве сельсин-датчика. Можно сельсины соединить таким способом, что из угла поворота вала дифференциального сель­сина будет вычитаться угол поворота вала сельсин-датчика. Разность будет фиксироваться углом поворота вала сельсин-приемника. Как и в предыдущем случае, дифференциальный сельсин служит здесь в качестве сельсин-датчика.

Схематическое изображение дифференциального сельсина показано на рис. 13.12, а. Здесь, так же как в сельсин-датчике и сельсин-приемнике, имеются три обмотки статора Si, 52 и S3. Однако ротор в дифференциальном сельсине имеет не две об­мотки, а три. Эти обмотки расположены в пазах ротора на равных расстояниях одна от другой. (На рисунке роторные обмотки обозначены символами R1,R2 и Rз.) В зависимости от схемы использования обмотки присоединяются к той или иной обмотке других сельсинов (рис. 13.12,6 — г). Хотя схема соединения одинакова для случаев использования дифферен­циального сельсина в качестве сельсин-датчика и сельсин-приемника, однако на практике при использовании дифферен­циального сельсина в качестве сельсин-приемника приходится вводить незначительные конструктивные изменения. Они сво­дятся к введению демпфирующего устройства для гашения воз­можных колебаний около правильного положения. Точно так же и обычный сельсин-приемник отличается от сельсин-датчика наличием в нем демпфирующего устройства.

Схема, показанная на рис. 13.12,6, применяется в случае, когда управление сельсин-приемником осуществляется от двух сельсинов — сельсин-датчика и дифференциального сельсина. Валы сельсин-датчика и дифференциального сельсина соеди­нены с механизмами, вращение которых должно обеспечи­ваться валом сельсин-приемника. Таким образом, положение ва­ла сельсин-приемника будет определяться изменением положе­ния любого из валов — сельсин-датчика и дифференциального сельсина. При повороте этих двух валов вращение вала сельсин-датчика изменяет сигнал, подаваемый на дифференци­альный сельсин. Это приводит к повороту вала дифференциаль­ного сельсина, вызывающего появление сигнала, который спо­собствует установлению вала сельсин-приемника в синхронное положение. Угол поворота вала сельсин-приемника равен алге­браической разности между углами поворота сельсин-датчика и дифференциального сельсина, т. е. M=(G

— D)°. Таким обра­зом, когда дифференциальный сельсин действует как сельсин-датчик, эта операция является вычитанием. Когда дифференци­альный сельсин является сельсин-приемником, можно использо­вать аналогичное уравнение. В этом случае угол поворота вала дифференциального сельсина, используемого в качестве сель­син-приемника, составитD=(G —М)°.

Рис. 13.12. Схематическое изображение дифференциального сельсина (а) и способы включения такого сельсина (б — г).

На рис. 13.12,0 дифференциальный сельсин подключен та­ким образом, что выполняется операция сложения. Здесь вал сельсин-приемника будет принимать положение, соответствую­щее равенству М —

(G + Z))0.

На схеме рис. 13.12, г дифференциальный сельсин использу­ется в качестве сельсин-приемника, поэтому угол поворота его вала равен сумме углов поворота двух сельсин-датчиков. Таким образом, угловой поворот вала сельсин-датчика, используемого в качестве сельсин-приемника, равен D=(G + M)°. В этом слу­чае также имеет место процесс сложения, как и для схемы на рис. 13.12, в, только дифференциальный сельсин используется здесь в качестве сельсин-приемника, а не сельсин-датчика,

Tweet Нравится

• Предыдущая запись: Сельсины
• Следующая запись: Электромашинный усилитель — амплидин

Блочная пересылка (0)
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ И ОРИЕНТИРОВАНИИ ТЕЛЕВИЗИОННОЙ АНТЕННЫ (0)
АКТИВНЫЕ ЩУПЫ С МАЛОЙ ВХОДНОЙ ЕМКОСТЬЮ (0)
АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТЕСТЕР (0)
НА БАЗЕ ТЕЛЕФОННЫХ АППАРАТОВ (0)
Демонстрационный АВОМЕТР (0)
УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ЭЛЕКТРОННЫХ РЕЛЕ УКАЗАТЕЛЕЙ ПОВОРОТА АВТОМОБИЛЕЙ (0)

Функция датчика положения

Если взять и каким-либо способом (вручную, например) провернуть ротор одного из приборов на некоторый угол – равновесие токов в его катушке нарушается. Из-за электрической связи в катушках второго устройства наблюдается аналогичное рассогласование баланса токов. Вследствие этого появляется результирующая, отличная от нуля, что приводить к образованию э/м поля и момента индукции (вращающей силы). Под ее воздействием подвижный узел исполнительной части будет проворачиваться до состояния, в котором равновесие токов полностью восстановится. Нетрудно понять, что это состояние будет соответствовать положению другого прибора.

Авторегулирование

При авторегулировании приемник работает в трансформаторном режиме (на схеме – «б»). Его ротор в данной схеме неподвижен, а обмотка статора полностью отключена от сети. В ней наводится ЭДС за счет токов, протекающих в собственной роторной обмотке (их величина задается состоянием первого устройства). Отсюда следует, что величина наводимой в статоре приемника ЭДС полностью зависит от угла поворота подвижной части датчика.

Дополнительная информация: Из-за того, что обмотка статора приемника не подключена к сети – фаза напряжения в нем смещена на 90° относительно статорной катушки датчика.

Это обстоятельство учитываются при вычислении выходной ЭДС (через поправочный коэффициент).

Дифференциальный прибор

Это вариант исполнения применяется в тех случаях, когда возникает потребность в определении разности угловых положений двух электрически связанных приборов (таким образом, выявляется степень их рассогласования). Другими словами размещаемые на различных валах сельсиновые датчики в этом случае сравниваются по скорости перемещения их подвижных узлов, после чего определяется их рассогласование.

В данной схеме три катушки от двух крайних приборов электрически соединены с соответствующими обмотками ротора и статора еще одного (третьего) сельсина, который называется дифференциальным (на схеме – «в»). Угол вращения этого третьего определяется как разность показаний для двух приборов-датчиков.

Источник

Сельсин-двигатель

Сельсин-двигатель. Как упоминалось в предыдущем пункте, сельсин, работающий в трансформаторном режиме, используется для обеспечения поворота механизма на определенный угол. Для этого есть большой момент сопротивления. При использовании электродвигателя selsine можно выполнить относительно мощное дистанционное управление механизмом в соответствии с индикаторной схемой (рис. 12.14, а) без дополнительных усилителей. Структурно, клетк-тонкий мотор контакт (или внеконтактный) cell-thin. In в увеличенном воздушном зазоре между статором / Ротором 3 размещена полая немагнитная чашка 4(рис.12.14.6).Это ротор двигателя.

Типы сельсиновых датчиков

Любой действующий сельсин включает в свой состав такие обязательные элементы, как статор и ротор, выполненные в виде обмоток с электромагнитной связью. Известны следующие разновидности электротехнических устройств, отличающиеся количеством катушек, расположенных в статоре и роторе. Они могут быть представлены следующими сочетаниями:

• Одна и три.
• Три и одна.
• Три и три.

По своему практическому применению (использованию в электронных схемах авторегулировки) эти приборы делятся на следующие виды:

• устройства-датчики;
• сельсины-приемники;
• приборы дифференциального типа.

Для понимания работы классического сельсинового прибора потребуется рассмотреть его схематическое представление (фото справа).

Связанные материалы

Микроконтроллеры AVR в радиолюбительской практике. А. В. Белов… А. В. Белов Микроконтроллеры AVR в радиолюбительской практике Данная книга представляет собой…

Вторая жизнь лампового радиоприемника Philips 592LN (Голландия, 1947). Часть 3… В этой части разберемся с инсталляцией китайского ФМ-радиомодуля в древний Philips 592LN , с… Elect_60: программа микроконтроллерного управления внешними устройствами от ПК… Многие наши коллеги желающие создать микроконтроллерное устройство, управляемое от ПК сталкиваются…

Программирование точных часов с применением алгоритма Брезенхама (Bresenham’s Algorithm)… В свое время меня заинтересовала возможность реализации точного хода часов программно. Алгори class=»aligncenter» width=»350″ height=»350″ Трансивер 2,4 ГГц Nordic Semiconductor nRF24L01. Перевод таблиц даташита, пояснения и коды для организации сети… Wireless Transceiver Module NRF24L01+ 2.4GHz, 4 шт. на Али Привет, датагорцы! Выкладываю перевод…

Работа с датчиком DHT11. Строим термометр-гигрометр на ATMEGA8… Привет любителям электроники! Сегодня я решил познакомиться с датчиком влажности DHT11, который…

Программа ForMC в помощь программисту микроконтроллеров… Программа называется ForMC, изначально предназначалась для МК AVR. В ней объединены несколько…

Универсальный контроллер управления 7-сегментными LED индикаторами по двум проводам (Atmega16)… Занялся я конструированием нового устройства и встал вопрос — на чем отображать данные….

Термометр + термостат на микроконтроллере PIC16F876 и датчиках DS18B20… История этого термометра началась в далёком 2011 году. Мне понадобилось в подвале частного дома, в…

Простой модульный вольтметр переменного напряжения на PIC16F676… Простой вольтметр переменного напряжения с частотой 50 Гц, выполнен в виде встраиваемого модуля,…

Характеристика резистора для пассивного регулятора громкости… Давайте по простому разберемся, какая кривая зависимости сопротивления от угла поворота должна быть…

Цифровое телевидение, ч.1… Говорят про это много, но техническую сторону вопроса освещают нечасто. Поскольку работа моя…

Сельсины: назначение, устройство, принцип действия

Сельсин (от англ. self-synchronizing) — индукционная машина переменного тока системы индукционной связи, которая обладает свойством самосинхронизации (для плавной передачи на расстояние угла поворота вала). Сельсиновые передачи работают аналогично обычным механическим передачам, но крутящий момент между валами сельсинов создаётся не при помощи непосредственно контактирующих шестерён, а посредством изменяющегося магнитного потока. Сельсины применяются в различных отраслях промышленности. Например, в системах автоматического управления и контроля постоянно возникает необходимость синхронного и синфазного вращения или поворота двух и более осей, которые не связаны друг с другом (например, на РЛС — радиолокационных системах с вращающейся антенной). Эти задачи и решаются с помощью систем синхронной связи на базе сельсинов.

Простейший сельсин состоит из статора с трёхфазной обмоткой (схема включения в электрическую цепь — 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 переменное напряжение от одного источника. При этом вращение ротора одного сельсина вызывает поворот ротора другого сельсина.

Переменный ток в роторе одного из сельсинов (сельсин-датчика) создаёт в обмотках его статора ЭДС, тем самым вызывая переменный ток через соответствующие обмотки статора второго сельсина (сельсин-приёмника). Переменное магнитное поле, создаваемое этим током, взаимодействует с переменным магнитным полем ротора сельсин-приёмника; возникающий вращательный момент пропорционален разнице между положениями роторов датчика и приёмника, и вызывает поворот последнего до тех пор, пока их положения не станут совпадать.

Схема и принцип действия

На предложенных схемах изображены различные варианты включения (как датчика, как приемника и в качестве дифференциального устройства).

После их анализа можно сделать следующие выводы:

• Как датчики, так и приемники своими статорными обмотками напрямую подсоединяются к питающей сети.
• Их 3-х катушечные роторные обмотки объединены линейными электрическими связями.
• За счет такого включения при повороте первичного ротора на заданный угол аналогичный узел приемника повернется на тот же градус.
• Если вращать подвижную часть датчика с фиксированной скоростью – с той же частотой будет крутиться соответствующий узел приемника.

В основу данного эффекта заложен принцип э/м индукции, суть которого состоит в способности обмотки с переменным током наводить поле в близко расположенной катушке (на схеме – вариант «а»).

Важно! Индуцировать стороннее поле способен только меняющийся по величине или фазе (то есть переменный) ток. Величина наводимого в катушке статора ЭДС зависят от ее удаления от роторных обмоток. В случае, когда вращающиеся части двух приборов (приемного и передающего) разнесены от своих статоров на равное расстояние – наблюдается интересный эффект

Он состоит в том, что в этой ситуации токи в роторных контурах равны и противоположны по направлению, что приводит к обнулению их результирующей. Следствием этого является пропадание вращающего момента на валах обоих сельсинов (они неподвижны)!

В случае, когда вращающиеся части двух приборов (приемного и передающего) разнесены от своих статоров на равное расстояние – наблюдается интересный эффект. Он состоит в том, что в этой ситуации токи в роторных контурах равны и противоположны по направлению, что приводит к обнулению их результирующей. Следствием этого является пропадание вращающего момента на валах обоих сельсинов (они неподвижны)!

Величина наводимого в катушке статора ЭДС зависят от ее удаления от роторных обмоток. В случае, когда вращающиеся части двух приборов (приемного и передающего) разнесены от своих статоров на равное расстояние – наблюдается интересный эффект. Он состоит в том, что в этой ситуации токи в роторных контурах равны и противоположны по направлению, что приводит к обнулению их результирующей. Следствием этого является пропадание вращающего момента на валах обоих сельсинов (они неподвижны)!

Конструкция

Исполнение сельсинов диктует их принцип действия. Принято выделять:

• контактные, у которых для соединения обмотки ротора и внешней цепи используются щетки и контактные кольца;
• бесконтактные, в составе которых нет контактных элементов.

Каждая разновидность имеет свои отличительные особенности, с которым стоит обязательно ознакомиться, чтобы понять принцип работы.

Контактные

Контактные по своему исполнению аналогичны асинхронным электродвигателям с фазным ротором и малой мощностью. В их состав входят неявнополюсные ротор и статор. Благодаря этому обе обмотки – распределенные. У ротора предусмотрена обмотка возбуждения. Для подвода электротока используются два кольца.

У отдельных моделей уже имеется статор и ротор. Это их явное преимущество. В результате величина момента синхронизации возрастает. Однако контактные элементы в этом случае — явный недостаток.

Бесконтактные

Для их включения не нужны никакие контактные элементы. Обе обмотки изначально устанавливаются на статоре. Ротор имеет характерную цилиндрическую форму. Для его изготовления используется материал, имеющие ферримагнитные свойства. Алюминиевая прослойка делит роток на два полюса.

Торообразные сердечники располагаются на торцах сельсинов. Их внутренняя часть располагается над ротором. Наружная соединяется со стержнями внешнего магнитопровода. Для изготовления сердечников используется электротехническая листовая стали. Однофазная обмотка устройства состоит из двух дисковых катушек, располагающихся по обеим сторона статора между сердечниками и обмоткой синхронизации.

В процессе работы устройства происходит замыкание магнитного потока импульсного типа. Трехфазная синхронизирующая обмотка соединяется на статоре. Положение оси потока магнитной индукции по мере изменения пространственного положения ротора изменяется. Он занимает иное положение относительно синхронизирующих обмоток. Величина возникающей ЭДС напрямую зависит от величины угла, на который смог повернуться ротор.

К недостаткам подобных устройств является не такое эффективное использование активных материалов. Кроме того, они в среднем на 50% тяжелее контактных аналогов, что обусловлено большими воздушными зазорами. Благодаря последним, величина токов намагничивания возрастает.

↑ Схема сельсин-приемника

и программа микроконтроллера разрабатывались самостоятельно — требовался трехразрядный индикатор увеличенных размеров.

Данная конструкция проверена на оборудовании, работающего в Африканских условиях более 3 лет. Единственное слабое место — пятивольтовая кренка питания индикаторов в приемнике — два случая выхода из строя (пробой, что визуально отражается повышенной яркостью и зажиганием всех элементов индикаторов).

За счет изменения алгоритма передачи данных (в оригинале: пока не передано — из цикла не выходим), обработка значений угла поворота позволяет увеличить скорость вращения вала до 250 — 300 оборотов в минуту, без потерь при отслеживании. Хотя, это необходимо только в случае многооборотного измерения — данный алгоритм реализуется без вмешательств в принципиальную схему, достаточно изменения программы в сельсин-приемнике.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Внимание! 800 рублей для новичков на Aliexpress Регистрируйтесь по нашей ссылке. Если вы впервые на Aliexpress — получите 800.00₽ купонами на свой первый заказ.

Цифровой осциллограф DSO138

Кит для сборки

Цифровой осциллограф DSO138. Кит для сборки

Функциональный генератор. Кит для сборки

Настраиваемый держатель для удобной пайки печатных плат

Геннадий (hgm0)
г.Волжский
Список всех статей

Профиль hgm0

Писатель, радиолюбитель, инженер-электроникУвы, вот такой я непостоянный — вечные командировки. Постараюсь быть примерным горожанином. Моя работа связана с Черным континентом, скажем так «геологическая и радиационная разведка, изучение аномальных (во всех смыслах) зон». Чаще о цивилизации нет и намеков — это одна из причин занятий радиоэлектроникой, литературой.

Принцип — действие — сельсин

Схема магнитной системы однофазных контактных сельсинов. / — статор, 2 — обмотка синхронизации, 3 — ротор, 4 — обмотка возбуждения.

Принцип действия сельсина не зависит от места расположения каждой из обмоток.
 

Принцип действия сельсина с контактными кольцами ( см. рис. 10.47) состоит в следующем. Ток обмотки возбуждения, подключенной к сети переменного напряжения U, создает неподвижный в пространстве пульсирующий с частотой сети магнитный поток Фв. Магнитный поток пронизывает трехфазную обмотку и наводит в каждой ее фазе переменную ЭДС той же частоты, что и в обмотке возбуждения. Значение ЭДС обмотки каждой фазы зависит от взаимного расположения трехфазной обмотки относительно магнитного потока Фв однофазной.
 

Схемы включения сельсинов при работе их в индикаторном ( а и трансформаторном ( б режимах.

Принцип действия сельсина не зависит от места расположения каждой из обмоток.
 

Бесконтактный сельсин.

Принцип действия сельсина с контактными кольцами ( см. рис. 10.47) состоит в следующем. Ток обмотки возбуждения, подключенной к сети переменного напряжения U, создает неподвижный в пространстве пульсирующий с частотой сети магнитный поток Фв. Магнитный поток пронизывает трехфазную обмотку и наводит в каждой ее фазе переменную ЭДС той же частоты, что и в обмотке возбуждения. Значение ЭДС обмотки каждой фазы зависит от взаимного расположения трехфазной обмотки относительно магнитного потока Фв однофазной.
 

Принципиальная схема соединения двух сельсинов представлена на рис. 6 — 13, а. Принцип действия сельсинов совпадает с рассмотренным, но благодаря наличию трех одновременно работающих вторичных обмоток, расположенных под углом 120 друг к другу, суммарный вращающий момент, создаваемый ими, не зависит от пространственного расположения роторов и определяется только углом рассогласования последних.
 

Схема магнитной системы однофазного контактного сельсина. / — статор, 2-обмотка синхронизации, 3 — ротор, 4 — обмотка возбуждения.

В системах автоматики применяют однофазные контактные и бесконтактные сельсины. Принцип действия сельсина не зависит от места расположения каждой из обмоток.
 

Схемы соединения сельсинов при индикаторной ( а и.

Однофазный сельсин представляет собой асинхронную машину, имеющую чаще всего обмотку возбуждения, расположенную на роторе, и обмотку синхронизации — на статоре. Хотя принцип действия сельсина не зависит от того, какая из обмоток расположена на статоре, а какая — на роторе, размещение на роторе обмотки возбуждения позволяет получить большую надежность и точность сельсина.
 

Однофазный сельсин представляет собой асинхронную машину, имеющую чаще всего обмотку возбуждения, расположенную на роторе, и обмотку синхронизации — на статоре. Хотя принцип действия сельсина не зависит от того, какая из обмоток расположена на статоре, а какая — на роторе, размещение на роторе обмотки возбуждения позволяет получить большую надежность и точность сельсина.
 

Однофазные сельсины могут быть выполнены контактными и бесконтактными. В контактных сельсинах одна из обмоток расположена на статоре, а другая — на роторе. Принцип действия сельсина не зависит от места расположения каждой из обмоток. Однако чаще всего применяют сельсины, у которых обмотка возбуждения расположена на роторе, а обмотка синхронизации — на статоре. Такие сельсины более надежды в работе и имеют большую точность.
 

Общие сведения, классификация

Машины синхронной связи предназначены для осуществления синхронного или синфазного поворотов двух осей, механически между собой не связанных, или для их вращения. Индукционные системы синхронной связи делятся на трехфазные и однофазные. Трехфазные системы применяются для синхронизации двух валов приводных двигателей, не связанных механически. Обычно это силовые системы относительно большой мощности, носящие название систем электрического вала. Их используют, например, в механизмах разводки мостов, ворот шлюзов, в установках бумажной промышленности и т. д. Однофазные системы применяются в маломощных установках и широко используются в схемах автоматических устройств. Микромашины, применяемые в индукционных системах синхронной связи в качестве датчиков и приемников, получили название сельсинов, подчеркивающее их способность к самосинхронизации (self synchron означает самосинхронизирующийся). В теории синхронной связи автоматических устройств различают два понятия: синхронную индикаторную передачу — индикаторный режим сельсинов и следящий привод — трансформаторный режим сельсинов. В первом случае требуется передать лишь незначительный момент, необходимый, например, для поворота стрелки прибора (индикатора) для указания на расстоянии положения какого-либо регулирующего органа — клапана, задвижки, заслонки, вентиля и т. д. Передача показаний на пульт управления особенно важна в случаях, когда по каким- либо причинам человек не может подойти к регулируемому органу. Схема синхронной индикаторной передачи дана на рисунке 347. Здесь сельсин-датчик Д (заводящее устройство) и сельсин-приемник П (отрабатывающее устройство) при угле заводки а отрабатывают пропорциональный угол са непосредственно, то есть стрелка индикатора находится на оси приемника П. При необходимости передать угол поворота механизму, к валу которого приложен более или менее значительный момент сопротивления, использовать индикаторную схему можно лишь при мощных силовых сельсинах. Мощной должна быть и линия связи. Рациональнее и проще поступить иначе: от датчика к приемнику передать слабый по мощности сигнал, который затем, будучи усилен, воздействует на исполнительный двигатель, связанный с приводным механизмом. В такой системе следящего привода схема связи построена так, чтобы напряжение приемника П (сигнал) было функцией угла поворота ротора датчика Д. Кроме того, между приемником и исполнительным двигателем должна быть обратная связь, приводящая роторы датчика и приемника в согласованное положение (положение нулевого сигнала) по окончании отработки. Схема следящего привода дана на рисунке 348. На заводящем устройстве Д, возбуждаемом напряжением сети, осуществляется механический поворот на угол а (угол заводки). Сигнал, выработанный в отрабатывающем устройстве Я, после предварительного усиления в усилительном устройстве УУ в виде напряжения управления подается на исполнительный двигатель ИД, возбуждаемый напряжением сети. Исполнительный двигатель, будучи соединен механически с валом нагрузки, приводит его во вращение.

Рис. 347. Схема синхронной индикаторной передачи. Рис. 348. Схема следящего привода.

Советуем изучить — Оперативно-диспетчерское управление энергосистемой – задачи, особенности организации процесса

Благодаря механической обратной связи исполнительного двигателя с отрабатывающим устройством П будет постепенно уменьшаться напряжение управления, и, когда отрабатывающее устройство П повернется на угол заводки a, Uy станет равным нулю и исполнительный двигатель остановится. В результате произойдет поворот вала нагрузки на угол а или пропорциональный ему са. Индукционным системам синхронной связи присущ ряд положительных свойств: отсутствие искровой коммутации, то есть разрывов цепи питания датчиков при работе системы; высокая точность, обеспечивающая малые углы ошибки между положениями роторов датчика и приемника в согласованном режиме (не выше 2,5° для машин низшего класса); плавность отработки приемником поворота датчика; возможность иметь датчик и приемник бесконтактными; однотипность датчика и приемника.

Общее устройство сельсина

Данные системы способны синхронно и плавно передавать на расстояние необходимые угловые величины. Механическая связь между ними отсутствует, а все передачи выполняются за счет электрических соединений, выступающих в качестве линий связи. Мощность таких приборов находится в пределах от нескольких ватт до 1 кВт, поэтому они могут использоваться для решения многих технических задач.

В конструкцию каждого сельсина входит статор и ротор с обмотками переменного тока. В соответствии со своими особенностями, эти устройства конструктивно могут состоять из следующих элементов:

• Обмотка с одной катушкой на статоре и с тремя – на роторе.
• Обмотка с тремя катушками на статоре и с одной – на роторе.
• Обмотка с тремя катушками на статоре и с тремя – на роторе.

Как видно из представленной схемы, сельсины, задействованные в схемах автоматических регулировок, разделяются на следующие категории:

• Сельсин-датчики.
• Сельсин-приемники.
• Дифференциальные сельсины.

Основной функцией этих устройств является синхронный поворот или вращение двух или нескольких осей, не имеющих между собой механической связи. Аппарат, механически связанный с ведущей осью, считается датчиком, а другой такой же прибор, соединенный с ведомой осью называется приемником. Когда ротор датчика поворачивается на какой-то угол, то ротор приемника синхронно выполняет поворот на такой же угол.

Каждый сельсин имеет обмотки, разделяющиеся на первичную – обмотку возбуждения и вторичную – обмотку синхронизации. В зависимости от количества фаз первичной обмотки, устройства могут быть одно- или трехфазными. Вторичная обмотка практически всегда выполняется в трехфазном варианте.

Расположение первичной и вторичной обмотки не влияет на принцип работы сельсин-устройств. Тем не менее, обмотку синхронизации принято устанавливать на статоре, а обмотку возбуждения на роторе. Такое размещение позволяет снизить количество контактных колец и повысить общую надежность устройства.

Недостатки, решения

У сельсинов невысокая точность синхронизации, особенно когда на валу сельсина-приёмника присутствует существенная механическая нагрузка.

Для решения этой проблемы сельсинных связей, применяются следящие электромеханические комбинированные связи — приёмный вал вращают вспомогательным электродвигателем, который включается в контур авторегулирования, в этом случае сельсин-приемник выступает в роли датчика угла рассогласования поворотов ведущего и ведомого валов. Т.е. по сути, сельсин в данном случае передаёт только угол поворота, за синхронность вращения валов отвечает авторегулятор, который управляет вспомогательным электродвигателем.

Другой недостаток сельсинов — относительно невысокая точность передачи угла, обусловленная погрешностями изготовления магнитопровода сельсина. Для повышения точности применяют пару сельсинов — «грубый» и «точный» (последний установлен через редуктор и за один оборот основного вала делает несколько оборотов). Если сигнал с грубого сельсина слабее некоторого порога, автоматика передаёт в линию связи сигнал с точного сельсина. Так же, для обеспечения точности, оба сельсина (датчик и приёмник) подключаются через редуктор.

Советуем изучить — Контрольные кабели в электроустановках — назначение, виды конструкции, применение

Не имеющий нагрузочного момента ротор сельсина колеблется с частотой питающего переменного тока, поэтому для подавления этих колебаний приходится использовать механические демпферы. Из-за этого, в помещениях, где установлены сельсины, наблюдается постоянный монотонный шум.

В современных устройствах сельсины всё чаще заменяются энкодерами. И только там, где простота, надёжность и ремонтопригодность важнее точности (например, в авиации), сельсины всё ещё находят широкое применение.