СЕЛЬСИНЫ И МАГНЕСИНЫ Презентация по дисциплине: Системы оборудования ЛА Выполнил студент группы СМ-06 -1 Проверил преподаватель Трошин Д. А. Зотов И. Н.
СЕЛЬСИНЫ Сельсин — это индукционная машина системы индукционной связи. Сельсинами (от англ. self-synchronizing) называются электрические микромашины переменного тока, обладающие свойством самосинхронизации. Сельсин передачи работают по принципу обычной механической передачи, только крутящий момент между валами передаётся не зубьями шестерён, а магнитным потоком без непосредственного контакта.
ВИДЫ СЕЛЬСИНОВ • По исполнению сельсины делятся на контактные и бесконтактные. 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. В бесконтактных сельсинах обе обмотки расположены на статоре, причём ось обмотки возбуждения перпендикулярна оси обмотки синхронизации; для связи потока возбуждения с обмоткой синхронизации используют подвижной магнитопровод (ротор) специальной формы, дающий возможность изменять направление магнитного потока в пределах 90°.
ВИДЫ И ТИПЫ СЕЛЬСИНОВ • Сельсины подразделяют на сельсины-датчики и сельсины-приемники. Сельсин-датчик принимает информацию от механизма или устройства, связанного с валом сельсина механически, и передаёт её сельсину-приёмнику, который также механически связан с валом исполнительного механизма. • Основные типы применяющихся сельсинов: ü сельсины-датчики дифференциальные; ü сельсины-приемники индикаторные; ü сельсины-приемники дифференциальные индикаторные; ü сельсины-приемники трансформаторные
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ В СХЕМАХ • Сельсин-датчик, сельсин-приемник контактные (с контактными кольцами) однофазные с обмоткой возбуждения на статоре и обмоткой синхронизации на роторе, соединенной в звезду • Сельсин-датчик, сельсин-приемник контактные (с контактными кольцами) однофазные с обмоткой возбуждения на явнополюсном роторе и обмоткой синхронизации на статоре, соединенной в звезду
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ В СХЕМАХ • Сельсин-датчик, сельсин-приемник контактные (с контактными кольцами) однофазные с распределенной обмоткой возбуждения на роторе и обмоткой синхронизации на статоре, соединенной в звезду • Сельсин дифференциальный контактный (с контактными кольцами) с обмотками статора и ротора, соединенными в звезду
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ В СХЕМАХ • Сельсин-датчик, сельсин-приемник бесконтактные (без контактных колец) с обмоткой статора, соединенной в звезду
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ В настоящее время широкое применение находят бесконтактные сельсины. У них отсутствуют скользящие контакты, что повышает надежность и точность их работы. В таких сельсинах (рис. 1 а) обмотки синхронизации и возбуждения размещают на статоре, а ротор не имеет обмоток. Ротор состоит из двух пакетов 1 и 2, набранных из листовой стали, между которыми имеется косой промежуток 3, заполненный немагнитным материалом, вследствие этого полюсы ротора в магнитном отношении разделены. Листы пакетов ротора располагаются параллельно оси вала, как показано на рис. 1 б.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ Основной пакет статора 4 имеет обычную конструкцию и в его пазах 5 размещается обмотка синхронизации 6. Обмотка возбуждения 7 состоит из двух кольцевых катушек, оси которых совпадают с осью ротора. Магнитный поток, созданный обмоткой возбуждения 7, из полюса П 1 в полюс П 2 замыкается через боковые кольца 8 и пакет внешнего магнитопровода 9, набранного из полос электротехнической стали, а затем через зубцы и ярмо пакета статора. В зубцовом слое статора магнитный поток, созданный обмоткой возбуждения, как и в контактном сельсине, будет сцепляться с обмоткой синхронизации. В зависимости от назначения и режимов работы различают: сельсины, работающие в индикаторном режиме; сельсины, работающие в трансформаторном режиме, и дифференциальные сельсины. Схема включения сельсинов в индикаторном режиме показана на рис. 2. Один из сельсинов (например, левый) называется датчиком, а другой (правый) приемником. Иногда один сельсин-датчик управляет несколькими приемниками.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ В индикаторном режиме осуществляется дистанционная передача угла. При этом внешний нагрузочный момент на валу сельсинаприемника практически отсутствует. Обычно вал сельсинаприемника поворачивает стрелку или шкалу измерительного прибора, движок реостата и т. п. Если углы поворота соответствующих обмоток фаз сельсина-датчика βд и сельсинаприемника βп по отношению к осям полюсов одинаковы (βд = βп) , а обмотки возбуждения сельсинов ВД и ВП включены в одну и ту же сеть, то пульсирующие магнитные поля, созданные этими обмотками, наведут в соединенных друг с другом одноименных обмотках синхронизации одинаковые ЭДС: ЕАД = ЕАП ; ЕВД = ЕВП ; Ес, д = Ес, п
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ Одноименные ЭДС сельсина-датчика и сельсина-приемника имеют встречное направление, поэтому в обмотках синхронизации не возникает токов и электромагнитные моменты сельсинов равны нулю. Если теперь повернуть ротор сельсина-датчика на какой-то угол Δβ 1 = βд - βп, то одноименные «фазы» сельсинов окажутся не в одинаковых условиях по отношению к магнитным полям и их ЭДС не будут равны (ЕАд ≠ ЕАп и т. д. ). Вследствие этого в обмотках синхронизации возникнут токи, которые, взаимодействуя с магнитными полями, создадут вращающие моменты. Моменты, действующие на роторы сельсина-датчика и сельсинаприемника, направлены в противоположные стороны и под их влиянием угол рассогласования Δβ 1 уменьшится. Если при повороте на Δβ 1 ротор сельсинадатчика будет закреплен, то ротор сельсина-приемника под действием возникшего момента также повернется на угол Δβ 1 и опять, будет выполняться равенство β'Д = β'П. В реальных условиях сельсины всегда дают некоторые погрешности в передаче угла. Эти погрешности вызваны наличием трения в подшипниках и щетках, неточностью изготовления и др. В зависимости от класса точности сельсины позволяют осуществить передачу угла с погрешностью 0, 25 -2, 500.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ Сельсины, работающие в трансформаторном режиме, конструктивно не отличаются от сельсинов, работающих в индикаторном режиме, и применяются в следящих системах. На рис. 3 показана схема включения сельсинов, работающих в трансформаторном режиме.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ Отличие этой схемы от схемы, показанной на рис. 2, состоит в том, что однофазная обмотка ВП сельсина-прнемника С-П не включается в сеть переменного тока, а подключается к управляющему блоку усилителя У. При подаче питания в обмотку возбуждения Вд сельсинадатчика С-Д в обмотках синхронизации потечет ток, который в сельсинеприемнике создаст пульсирующий магнитный поток. В исходном положении ротор этого сельсина должен быть расположен так, чтобы его ось была ориентирована перпендикулярно оси пульсирующего магнитного потока, созданного обмотками синхронизации. В этом случае оси обмоток Вд и ВП будут сдвинуты в пространстве на 90° и напряжение на выводах обмотки ВП равно нулю. На усилитель СУ не будет подаваться сигнал, и он не будет давать питание на исполнительный двигатель ИД. Система будет неподвижна. Дифференциальные сельсины применяются в тех случаях, когда требуется осуществлять управление из двух пунктов. Конструктивно они отличаются от обычных сельсинов тем, что у них как статор, так и ротор не имеет явно выраженных полюсов. Кроме того, в пазах статора и ротора располагаются по три сдвинутые на 120° обмотки, соединенные по схеме звезды. Эти обмотки включаются в рассечку проводов, соединяющих обмотки синхронизации обыкновенных сельсинов.
ПРИМЕНЕНИЕ • Сельсины применяются в качестве измерителей рассогласования следящих систем. То есть в тех устройствах и механизмах, где необходима частая корректировка состояния механической системы. Например, в системах управления курсом судна. • Целесообразно устанавливать сельсины в любых системах передачи угла поворота, где невозможна механическая связь устройств и механизмов. • При помощи сельсинов могут быть построены различные системы дистанционного управления линейным и угловым перемещением. Количество применяемых сельсинов в одной схеме управления может быть от одного до нескольких, в зависимости от сложности системы и задачи, на исполнение которой система настроена. • Механическая передача угла поворота на судах большого размера невозможна из-за размеров судна и удалённости поста управления судном от исполнительного механизма руля. На таких судах применяют электрическую связь штурвала с пером руля. Основными элементами таких систем как раз и являются сельсины.
МАГНЕСИНЫ Магнесин (от греческого magnetis - магнит и synchronos одновременный) индукционная электрическая машина, представляет собой бесконтактный сельсин с постоянными магнитами. Применяется для синхронной передачи вращения на небольшое расстояние, требующей незначительной мощности. Схема магнесинной системы синхронной связи: 1 — тороид; 2 — обмотка; 3 — ротор
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ Магнесины (датчик и приемник) имеют одинаковую конструкцию. Статор представляет собой собраний из листов пермаллоя тороид 1 (замкнутое кольцо), на котором равномерно намотана обмотка 2. Обмотки датчика и приемника в точках а присоединены к общей однофазной сети переменного тока. Обмотки имеют отпайки б и в, расположенные под углом 120° относительно друга и относительно точек а присоединения к сети. Точки б и в обоих магнесинов соединены друг с другом соответствующими линиями связи. Точки а обоих магнесинов соединены через питающую сеть. В результате уравнительные токи между магнесинами могут проходить через точки а, б и в. Ротор представляет собой постоянный магнит, имеющий форму цилиндра, который намагничен по диаметру. В обмотках магнесинов индуктируются э. д. с. самоиндукции, имеющие частоту питающей сети. При любом положении роторов эти э. д. с. не вызывают уравнительных токов, имеющих частоту сети. Поток, создаваемый обмотками статора, пульсирует с частотой сети. При изменении потока магнитная проницаемость тороида изменяется, реагируя на каждую полуволну. Таким образом, за один период изменения потока магнитная проницаемость дважды достигает максимального и минимального значений.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ Поток постоянного магнита ротора замыкается через тороид, поэтому, реагируя на каждое изменение магнитной проницаемости, он пульсирует с двойной частотой сети. В результате в участках обмотки статора индуктируются э. д. с. двойной частоты, значения которых зависят от положения ротора. В результате взаимодействия уравнительных токов двойной частоты с потоком постоянных магнитов ротора возникает электромагнитный синхронизирующий момент, который стремится повернуть ротор таким образом, чтобы угол рассогласования θ стал бы равным нулю. Таким образом, магнесины обладают свойством самосинхронизации в пределах одного оборота. Достоинствами магнесинов являются отсутствие скользящего контакта, малые вес и габариты. Магнесины могут быть использованы лишь в тех случаях, когда синхронная связь осуществляется при весьма малом моменте сопротивления со стороны исполнительного механизма. Магнесины получили применение в авиации, например для дистанционных компасов.
Скачать презентацию СЕЛЬСИНЫ И МАГНЕСИНЫ по дисциплине Системы оборудования
Сельсины и магнесины.pptx