Теоретические сведения. В современной технике очень часто возникает необходимость синхронизации вращения или поворота различных осей механизмов

В современной технике очень часто возникает необходимость синхронизации вращения или поворота различных осей механизмов, находящихся на расстоянии друг от друга.

Эта задача чаще всего решается с помощью электрических систем синхронной связи - сельсинов. Они обеспечивают одновременное (синхронное) вращение или одновременный поворот двух валов механически не связанных механизмов. Отсюда следует подразделение сельсинов на два основных типа:

- синхронного вращения (электрического вала);

- синхронного поворота (передачи угла).

По конструкции сельсины делятся на контактные и бесконтактные. Недостатком контактных сельсинов является наличие у них скользящих контактов, переходное сопротивление которых может значительно измениться, что обуславливает низкую надежность и увеличивает погрешность их в работе. Бесконтактные сельсины характеризуются большей надежностью работы и стабильностью характеристик. Однако они сложны по конструкции и имеют более низкий cosφ по сравнению с контактными сельсинами.

Если роторы приемника и датчика расположены одинаково по отношению к соответствующим обмоткам возбуждения, то в соединенных между собой линиях связи (фазах обмоток синхронизации) индуцируются одинаковые ЭДС, которые, уравновешивают друг друга. В этом случае положение сельсинов согласованное.

Если ротор датчика поворотом на некоторый угол вывести из согласованного положения, то равенство ЭДС нарушится и в фазах обмоток синхронизации датчика и приемника потекут уравнительные токи, которые, взаимодействуя с потоком возбуждения, создадут вращающие моменты, действующие в направлении уменьшения угла рассогласования, определяемого как:

(2.1)

где γ _д - угол сдвига ротора сельсина-датчика;

γ _п - угол сдвига ротора сельсина-приемника.

Протекающие в фазах уравнительные токи могут быть выражены следующими уравнениями:

, (2.2)

. (2.3)

Полное сопротивление одной фазы обмотки синхронизации сельсинов по поперечной оси равно:

, (2.4)

где r_q - активное сопротивление одной фазы обмотки;

x_q - реактивное сопротивление одной фазы обмотки.

Наибольшее эффективное значение фазной ЭДС обмотки синхронизации:

, ……………………… (2.5)

где K_W - обмоточный коэффициент обмотки синхронизации;

W - число витков фазы обмотки синхронизации;

Ф - амплитуда магнитного потока первичной обмотки возбуждения сельсина, Вб.

Величина синхронизирующего момента вращения может быть определена по уравнению:

(2.6)

где f₁ - частота напряжения питающей сети, Гц.

Удельный синхронизирующий момент на валу сельсина-приемника рассчитывается по формуле:

(2.7)