20911

Исследование однофазных сельсинов

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Систему синхронной связи передающую электрическим путем на расстояние угловые перемещения называют системой передачи угла или синхронного поворота. В системах электрического вала применяют трехфазные сельсины а в системах передачи угла однофазные сельсины. В зависимости от величины погрешности в индикаторной системе передачи угла сельсины делятся на четыре класса точности см. Параметр точности Класс точности 1 2 3 4 Погрешность следования в дистанционной передаче угла в индикаторном режиме угл.

Русский

2013-08-01

417.5 KB

34 чел.

Сельсины  5

Лабораторная работа №5

Исследование однофазных сельсинов

Цель работы: ознакомление с конструкциями и схемами включения сельсинов, приобретение навыков экспериментального определения их характеристик.

Оборудование, измерительные приборы и инструменты: лабораторная установка, источники переменного тока, вольтметр, магазин сопротивлений.

I. Основные теоретические сведения

Системы синхронной связи находят применение в цепях автоматического контроля, управления и регулирования.

Под системой синхронной связи понимают совокупность устройств, служащих для передачи на расстояние угловых или линейных перемещений, а также для синхронного и синфазного вращения двух или более механически не связанных осей.

Систему синхронной связи, поддерживающую синхронное вращение осей (валов), часто называют системой электрического вала. Систему синхронной связи, передающую электрическим путем на расстояние угловые перемещения, называют системой передачи угла или синхронного поворота.

Часто в указанных системах в качестве основных элементов использую сельсины. В системах электрического вала применяют трехфазные сельсины, а в системах передачи угла – однофазные сельсины.

Существуют различные конструктивные исполнения сельсинов, но при этом обязательно наличие обмоток возбуждения и синхронизации. Обмотка возбуждения у однофазных сельсинов однофазная, а у трехфазных – трехфазная.

Обмотки синхронизации состоят из трех однофазных обмоток, оси которых сдвинуты в пространстве на угол 120°.

Выводы роторных обмоток сельсина маркируются буквой Р, а статорных – буквой С независимо от назначения обмоток.

Для самосинхронизации в пределах одного оборота сельсины выполняются с одной парой полюсов.

Конструктивно сельсины делятся на контактные и бесконтактные.

Однофазные сельсины используют в индикаторном и трансформаторном режимах. При этом система независимо от режима работы состоит из сельсина – датчика (СД) и одного или нескольких сельсинов – приемников (СП). СД связан с механически с объектом контроля или органом управления. СП либо непосредственно отрабатывает угол поворота, задаваемый датчиком (индикаторный режим), либо преобразует его в электрический сигнал, отрабатываемый исполнительным двигателем (трансформаторный режим).

Индикаторный режим может быть использован, если на валу сельсина – приемника находится измерительный прибор с весьма малым моментом сопротивления (например, шкала, сбалансированная стрелка) и требования к точности передачи не очень высоки.

Электрическая схема работы сельсинов в индикаторном режиме представлена на рис. 1.

Обмотки возбуждения (ОВ) датчика СД и приемника СП питаются от одного источника переменного тока. Протекающие в ОВ токи создают в этих обмотках потоки возбуждения, которые индуцируют в обмотках синхронизации эдс. Значения этих эдс в каждом сельсине зависят от взаимного положения осей обмотки возбуждения и обмоток синхронизации.

Если в качестве датчика и приемника выбраны идентичные сельсины, то при одинаковом положении роторов СД и СП относительно обмоток статоров эдс в в обмотках синхронизации будут равны по величине и противоположны по фазе. Ток в линии связи отсутствует. Такое положение датчика и приемника называют согласованным. Угол рассогласования .

Если , то эдс в обмотках синхронизации СД и СП будут различаться. Вследствие этого по линиям связи и обмоткам синхронизации потекут уравнительные токи, которые, взаимодействуя с потоками возбуждения, создадут электромагнитные моменты, стремящиеся повернуть роторы сельсинов в согласованное положение. Ротор датчика обычно связан с задающим механизмом и лишен свободы вращения, поэтому поворачиваться будет только ротор приемника, пока не наступит вновь согласованное положение роторов. Момент, поворачивающий ротор приемника, называется синхронизирующим. Его значение приближено определяется зависимостью

     (1)

где  - коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей сельсина и параметров питания.

Реальная зависимость  отличается от синусоиды за счет тормозного момента, обусловленного поперечной составляющей потока. Для ее уменьшения индикаторные сельсины часто выполняют с короткозамкнутой обмоткой по поперечной оси, либо явнополюсными, у которых велик воздушный зазор по поперечной оси.

Точность работы сельсинов в индикаторном режиме зависит от следующих факторов:

  •  удельного синхронизирующего момента;
  •  собственного момента трения СП и момента сопротивления на его валу;
  •  сопротивления линии связи;
  •  магнитной и электрической асимметрии машины;
  •  количества приемников, работающих от одного датчика;
  •  дебаланса ротора приемника;
  •  напряжения и частоты питающей сети.

Практически между роторами СД и СП всегда существует рассогласование – угол статической ошибки, обусловленный перечисленными выше факторами. Наибольший угол статической погрешности определяет величину зоны нечувствительности системы:

     (2)

где  - сумма вредных моментов;  - удельный синхронизирующий момент, то есть синхронизирующий момент при .

В зависимости от величины погрешности в индикаторной системе передачи угла сельсины делятся на четыре класса точности (см. таблицу 1).

Таблица 1.

Параметр точности

Класс точности

1

2

3

4

Погрешность следования в дистанционной передаче угла в индикаторном режиме, угл. мин

±30

±45

±60

±90

Значение синхронизирующего момента и, соответственно точность индикаторной передачи, уменьшается при увеличений сопротивлений линий связи, так это приводит к уменьшению уравнительных токов при одинаковых углах рассогласования.

В схемах автоматики часто применяют схемы, где от одного датчика работает несколько приемников. В таких случаях в качестве датчика используют более мощный сельсин, чем приемники.

Трансформаторный режим применяется для дистанционной передачи угловых перемещений объекту, момент сопротивления которого выше момента, развиваемого сельсином в индикаторном режиме при весьма высокой точности отработки перемещения.

Электрическая схема работы сельсинов в трансформаторном режиме представлена на рис. 2.

Схема состоит из сельсина – датчика, сельсина – приемника, линии связи, усилителя, исполнительного двигателя и редуктора.

При подаче напряжения на обмотку возбуждения СД и некотором угле рассогласования  между положениями роторов датчика и приемника на обмотке возбуждения СП возникает напряжение . Оно усиливается усилителем и поступает на обмотку управления исполнительного двигателя, который через редуктор вращает ротор СП. Вращение осуществляется до тех пор, пока напряжение  не станет равным нулю, то есть когда наступит согласованное положение роторов СД и СП.

Точность работы сельсинов в трансформаторном режиме зависит от следующих факторов:

  •  значение остаточной эдс;
  •  распределение индукции в воздушном зазоре;
  •  крутизна выходного напряжения СП.

В зависимости от величины погрешности в трансформаторной системе передачи угла сельсины делятся на семь класса точности (см. таблицу 2).

Таблица 2.

Параметр точности

Класс точности

1

2

3

4

5

6

7

Погрешность следования в дистанционной передаче угла в трансформаторном режиме, угл. мин

±1

±2

±3

±5

±10

±20

±30

Точность работы сельсинов в трансформаторном режиме выше, чем в индикаторном. Это обусловлено тем, что в трансформаторном режиме момент сопротивления нагрузки преодолевается достаточно большим моментом исполнительного двигателя.

Одним из путей дальнейшего повышения точности передачи угла является создание двухканальных систем, работающих по методу грубого и точного отсчетов.

II. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка содержит сельсин – датчик, помещенный на поворотном столике, и три сельсина – приемника (см. рис. 3), помещенных в отдельный корпус. Сельсин – приемник СП1 размещен на передней стенке установки и предназначен для измерения момента, возникающего при наличии рассогласовании между СД и СП. Цена большого деления шкалы при измерении момента составляет  гсм. Сельсин – приемник СП2 предназначен для измерения погрешности передачи в индикаторном режиме, а СП3 – в трансформаторном.

Выключатели ВК1 и ВК2 подключают источники питания (27 В постоянного тока и 36 В, 400 Гц) к лабораторной установке. Клеммы К1, К2 и К3 являются выводами обмоток синхронизации сельсинов. Клеммы К4 являются выводами обмотки возбуждения сельсина СП3.

III. Порядок выполнения работы

  1.  Ознакомиться с принципом действия и конструкциями сельсинов.
  2.  Снять и построить зависимость напряжения на обмотке синхронизации сельсина – датчика от угла поворота его ротора. Измерения необходимо проводить через каждые 30° в пределах одного оборота ротора.
  3.  Для индикаторного режима измерить и построить графики:
  4.  Зависимости синхронизирующего момента СП и токов в линиях связи от угла рассогласования роторов при сопротивлениях линий связи  Ом и  Ом.
  5.  Зависимости погрешности передачи угла от угла поворота ротора СД при сопротивлениях линий связи  Ом и  Ом. Измерения необходимо проводить через каждые 30° в пределах одного оборота ротора.

Для трансформаторного режима измерить и построить графики:

  1.  Зависимости напряжения на обмотке возбуждения сельсина – приемника и токов в линиях связи от угла рассогласования при сопротивлениях линий связи  Ом и  Ом.
  2.  Зависимости погрешности передачи угла от угла поворота ротора СД при сопротивлениях линий связи  Ом и  Ом.
  3.  Сделать выводы по проделанной работе.

IV. Содержание отчета

В отчете должны быть представлены электрические схемы, используемые при исследованиях, полученные таблицы и графики, выводы по работе и перечень приборов, использованных при измерениях.

V. Контрольные вопросы

  1.  Поясните принцип действия индикаторной системы передачи угла на сельсинах.
  2.  Поясните принцип действия трансформаторной системы передачи угла на сельсинах.
  3.  Назовите факторы, определяющий точность передачи угла в индикаторном режиме.
  4.  Назовите факторы, определяющий точность передачи угла в трансформаторном режиме.
  5.  Что такое электрическая схема синхронной связи?

Список рекомендуемой литературы.

1. Баканов М.В., Лыска В.А., Алексеев В.В. Информационные микро-машины следящих и счетно-решающих систем (вращающиеся трансформаторы, сельсины). - М.: Сов. радио, 1977. - 88 с.

2. Хрущев В.В. Электрические микромашины автоматических устройств. -Л.: Энергия, 1976. - 384 с.

3. Ахметжанов А.А. Системы передачи угла повышенной точности. -М.: Энергия, 1966. - 272 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34646. Процедуры и функции 85.5 KB
  Пользовательские функции. В Паскале имеется два вида подпрограмм: процедуры PROCEDURE и функции FUNCTION. В программе процедуры и функции описываются после раздела описания переменных программы но до начала ее основной части то есть до оператора Begin начинающего эту часть.
34647. Рекурентные выражения. Рекурсия 73.5 KB
  При первом вызове функции fib5 определяется через fib4fib3; вычисление fib4 осуществляется через fib3 fib2 fib3 через fib2 fibl fib2 через fib1 fib0. Согласно условию прекращения рекурсии fibl и fib0 равно 1. Соответствующий рекурсивный процесс должен быть осуществлен и для fib4 и т. Решение: Vr n:byte; function fibk:byte :longint; begin if k = 1 then fib : = 1 else fib: =fibk l fibk 2 {рекурсивный вызов} end; BEGIN redlnn; writelnn 'e число Фибоначчи'...
34648. Сортировка. Усовершенствованные алгоритмы сортировки 142.5 KB
  Усовершенствованные алгоритмы сортировки. Имеется два вида алгоритмов сортировки. Изза этих отличий методы сортировки существенно отличаются для этих двух видов сортировки. В общем случае при сортировке данных только часть информации используется в качестве ключа сортировки который используется в сравнениях.
34649. Страница Dialogs 227.84 KB
  Пусть ваше приложение включает окно редактирования Memo1 в которое по команде меню Открыть вы хотите загружать текстовый файл а после какихто изменений сделанных пользователем сохранять по команде Сохранить текст в том же файле а по команде Сохранить как.FileNme; Memo1.FileNme сохраняется в переменной FNme и файл загружается в текст Memo1 методом LodFromFile. Обработка команды Сохранить выполняется оператором Memo1.
34650. Страница System 215.58 KB
  Пиктограмма Имя Назначение Timer Таймер. Timer Компонент DelphiTimer очень простой компонент который не виден на экране но тем не менее TimerDelphi выполняет очень важные функции в программе. DelphiTimer позволяет вводить необходимые задержки между выполнением тех или иных действий.
34651. Символьные переменные и строки. Множества. Записи 92 KB
  Символьные переменные Строки Множества Записи Символьные переменные Значением символьного типа Chr является множество всех символов ПК. PRED X возвращает предыдущее значение порядкового типа значение которое соответствует порядковому номеру ORDX 1 т. ORDPREDX = ORDX 1; SUCC X возвращает следующее значение порядкового типа которое соответствует порядковому номеру ORDX 1 т. 10 Перевод строки; при выводе его на экран все последующие символы будут выводиться начиная с той же позиции но на следующей...
34652. Структура программного модуля. Состав интегрированной программной среды 154 KB
  В ТурбоПаскале применяются следующие условные знаки и служебные слова для описания различных операций: Приоритет операции Условный знак Выражение Название операции Тип переменных в выражении Тип результата выполнения опрации ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ 1 not not Логическое не Логический целый Логический целый 2 nd nd b Логическое и Логический целый Логический целый 3 or or B Логическое или Логический целый Логический целый 3 xor xor B Логическое исключающее или Логический целый Логический целый МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ 2 xy Умножение Целый Целый...
34653. Введение в теорию графов 56 KB
  Граф – это множество вершин V и множество ребер(дуг) Е. Вершины графа - объекты любой природы; поскольку их должно быть конечное число, то мы будем обозначать их натуральными числами. Ребра (дуги) графа соединяют некоторые из его вершин. Если ребра имеют направление, то граф называется ориентированным (орграфом) – рисунок А; в противном случае он неориентированный.
34654. Технологический цикл обработки информации на компьютере 49.5 KB
  Также стадия разработки может отражать количество реализованных функций запланированных для определённой версии программы. Также так называются программы не вышедшие еще в стадию альфа или бета но прошедшие стадию разработки для первичной оценки функциональных возможностей в действии. В отличие от альфа и бета версий преальфа может включать в себя не весь спектр функциональных возможностей программы. В этом случае подразумеваются все действия выполняемые во время проектирования и разработки программы вплоть до тестирования.