Индикаторный режим работы

В этом режиме трехфазные обмотки СД и СП соединены трехпроводной линией. К однофазным обмоткам подводится питание от одного источника переменного тока.

Рисунок 1 - Электрическая схема соединения сельсинов в индикаторном режиме

При рассогласовании углов поворота ротора возникают разности ЭДС, по проводам течет ток, создающий магнитный поток в синхронизирующей обмотке. В результате взаимодействия магнитных полей, возникает момент вращения, вращающий ротор СП.

m = cФ_В(aw)

c – постоянная машины

Ф_В – поток возбуждения

(aw) – поперечные ампер-витки трехфазной обмотки.

M_c = M_maxsinε

ε – разность углов поворота роторов сельсина датчика и сельсина-приемника.

Сельсины. Работа в трансформаторном режиме

Сельсинами называются индукционные электрические машины переменного тока, обладающие способностью самосинхронизации.

В зависимости от числа фаз обмотки возбуждения они бывают трехфазные и однофазные. Трехфазные – более мощные.

У сельсинов – две обмотки: обмотка возбуждения и обмотка синхронизации.

На судах в основном применяются однофазные сельсины.

Обмотки синхронизации выполняются трехфазными со сдвигом на 120°.

Разомкнутые точки фаз обмотки называют началом, а замкнутые – концом обмотки.

По конструкции сельсины делятся на контактные и бесконтактные.

У контактных сельсинов – явнополюсная магнитная система. Обмотка возбуждения располагается либо на статоре, либо на роторе.

Обмотка синхронизации – распределенная и выполняется на части машины, противоположной расположению обмотки возбуждения.

Недостаток – наличие скользящих контактов. Поэтому в настоящее время их вытеснили бесконтактные сельсины. В них обе обмотки расположены на статоре.

В автоматических системах используется пара сельсинов – сельсин-датчик (СД) и сельсин-приемник (СП).

Эта пара может работать в следующих режимах:

1. Индикаторный режим – используется для дистанционной передачи угловых перемещений при незначительном моменте сопротивления (в основном в указателях). Это – машинный телеграф, указатель положения пера руля, репитерах гирокомпаса и т.д.

2. Трансформаторный режим – для измерения разности между угловыми положениями механически не связанных валов.

3. Режим алгебраического суммирования угловых перемещений двух не связанных друг с другом валов.

В режимах 1 и 2 сельсины работают как измерительные преобразователи, в 3 режиме – как аналоговые счетно-решающие устройства.

По точности сельсины бывают первого, второго и третьего класса точности.

По конструктивному исполнению однофазные сельсины делятся на машины с явновыраженными полюсами статора или явновыраженными полюсами ротора. Это деление справедливо для контактных сельсинов.

Если у контактного сельсина статор имеет явновыраженные полюса, то ротор удобно балансировать.

Недостаток – большие габариты и масса, большое число токосъемных колец на валу ротора.

Если ротор имеет явновыраженные полюса, то у него меньше колец и он легче.

Чаще применяют бесконтактные сельсины. Их устройство таково: обе обмотки расположены на статоре, а ферромагнитный ротор разделен намагниченной алюминиевой прослойкой на две части.

Однофазная обмотка возбуждения состоит из двух катушек, соединенных последовательно.

Трехфазная обмотка расположена в пазах статора.

На обмотку возбуждения подается напряжение U_В = U_msinωt

Поток возбуждения отстает от напряжения на Φ_В = Φ_msin(ωt - ).

В исходном состоянии ЭДС 1-го луча равна E₁ = E_max = 4.44fwΦ_m, w – число витков одной катушки трехфазной обмотки

При повороте на угол α получим:

E₁ = E_maxcosα

E₂ = E_maxcos(α+120°)

E₃ = E_maxcos(α+240°)

Таким образом, сельсин реагирует на угол поворота ротора изменением ЭДС в синхронизирующей обмотке.

Трансформаторный режим работы сельсинов

Рисунок 1 - Электрическая схема соединения сельсинов в трансформаторном режиме

U_вых. = E_zmaxcosε

Ферропорошковые муфты

Для регулирования частоты вращения передачи вращающего момента на валу, соединения и разъединения ведущего и ведомого валов широко применяются муфты с электрическим управлением.

Они делятся на три группы:

1. Индукционные;

2. Электростатические;

3. Электромагнитные.

В первых принцип действия совпадает с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором.

Во вторых муфтах используется взаимодействие между обкладками конденсатора, на которые подан высокий электрический потенциал.

Наибольшее распространение получили электромагнитные муфты. Они используют силы, возникшие между ферромагнитными телами, пронизываемыми магнитным потоком.

Принципиальное устройство ферропорошковой муфты барабанного типа показано на рисунке 1.

Ведущий вал 1 через немагнитные фланцы 2 соединены с ферромагнитным цилиндром (барабаном) 3. Внутри цилиндра располагается электромагнит 4 с обмоткой 5. питание обмотки осуществляется через контактные кольца.

Внутри полость 7 заполнена ферромагнитным порошком (чистое или карбонильное железо) с размером зерен от 4-6 до 20-50 мкм.

Ферромагнитный порошок смешивается с сухими или жидкими наполнителем.

Материалы для сухого наполнителя – тальк, графит.

Материалы для жидкого наполнителя – трансформаторное масло, пластмасса.

При отсутствии напряжения на обмотке электромагнита при вращении барабана электромагнит вместе с ведомым валом остаётся неподвижным, т. к. наполнитель обеспечивает свободное перемещение ферромагнитных зёрен друг относительно друга.

При подаче напряжения на электромагнит вязкость среды, находящейся в барабане, резко возрастает. Увеличивается сила трения между барабаном и электромагнитом. На ведомом валу появляется вращающий момент.

При определённом значении тока возбуждения ферромагнитный порошок и наполнитель полностью затвердевают. Барабан и электромагнит при этом жёстко связаны. Можно рассматривать передаваемый момент как момент от силы трения, действующей между порошком и внутренней цилиндрической поверхностью.

Рисунок 1 - Ферропорошковая муфта барабанного типа

Сила трения, возникающая на единице внутренней поверхности барабана:

где

-эквивалентный коэффициент трения;

- удельное усилие, нормальное к ведущей поверхности, создаваемое магнитным потоком, равное

В – индукция в зазоре;

- относительная проницаемость смеси;

- проницаемость вакуума.

Следует отметить, что проницаемость является функцией индукции В.

Момент передаваемый муфтой цилиндрического типа равен:

где R – радиус барабана; L - его длина.

Благодаря тому, что зазор между барабаном и электромагнитом заполняется ферромагнитной смесью, магнитная проводимость зазора резко увеличивается, что позволяет уменьшить необходимую м. д. с. обмотки и увеличить коэффициент управления муфты, равный отношению передаваемой мощности к мощности электромагнита.

По сравнению с электромагнитными муфтами трения ферропорошковые муфты имеют в 10 раз больше быстродействия благодаря отсутствию подвижного якоря. В схемах автоматики эта муфта является инерционным звеном первого порядка.

Большим преимуществом ферропорошковые муфты является отсутствие быстроизнашивающихся дисков трения.

Ферропорошковые муфты целесообразно применять там, где требуется большое высокое быстродействие, большая частота включения и плавное регулирование скорости ведомого вала.

Недостатки ферропорошковых муфт:

1. Ограничение по рабочей скорости (не более 3000 об\мин);

2. Меньшая передаваемая мощность при одинаковых габаритах с муфтой трения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: