Файл: В.А. Старовойтов Электрические синхронные системы дистанционного управления (Сельсины).pdf

11

Дифференциальный сельсин чаще всего используют для визуального контроля разности углов поворота двух осей – их рассогласования

(рис. 7).

Дифференциальный сельсин имеет по три обмотки на статоре и роторе. Конструктивно он подобен асинхронному двигателю с фазным ротором. Ротор дифференциального сельсина всегда стремится занять положение, при котором направления магнитных потоков статора и ротора совпадают. На рис. 7 ротор датчика СД1 повернут на угол θд1. Соответствующие этому углу поворота токи протекают по статору дифференциального сельсина. Ротор датчика СД2 повернут на меньший угол θД2. Взаимодействие потоков статора и ротора дифференциального сельсина заставит его ротор повернуться на угол, равный разности углов поворота роторов СД1 и СД2: θД1 – θД2. Пространственное расположение МДС обмоток статора и ротора дифференциального сельсина должно совпасть. В итоге по положению ротора дифференциального сельсина можно установить разность угловых положений роторов сель- синов-датчиков.

В динамическом отношении сельсины являются безынерционными элементами.

Примеры использования сельсинов в автоматическом управлении показаны на рис. 8.

Электродвигатели Д получают питание от управляемых преобразователей УП. Блоки У, управляющие преобразователями, включают в себя отрицательные обратные связи по току якоря и напряжению двигателей и соответствующие регуляторы и корректирующие устройства. Электроприводы построены по следящему принципу и автоматически отрабатывают заданные по технологическим условиям перемещения механизмов. Схема слежения имеет каналы грубого и точного отсчета, которые собраны соответственно на сельсинах ГО и ТО.

Электропривод механизма поворота осуществляет непрерывную обработку заданного угла α в забое. В одном из крайних положений механизма электропривод согласован по положению с одним из сельсинных датчиков СД1 или СД2 (рис. 8). При переключении переключателя П в другое положение электропривод отработает разность углов между СД1 и СД2, равную углу забоя α. При новом переключении П двигатель Д вновь отработает угол α, но в обратном направлении и т. д.

13

На рис. 8, б показана следящая схема электропривода хода, управляющая передвижением экскаватора на заданное расстояние (до 2-3 м) после отработки механизмом поворота угла α. В правом положении переключателя П серводвигатель СД отрабатывает угол, заданный сельсинным датчиком нулевого положения СДО. При переключении П налево двигатели механизма хода остаются неподвижными, если сельсинный датчик пути СДП находится в том же положении, что и СДО. При наличии угла рассогласования между СДП и СДО электропривод хода отработает этот угол. При установке П направо серводвигатель СД вновь вернет систему в нулевое положение поворотом дифференциальных сельсинов на угол рассогласования. При следующем переключении П налево двигатели механизма хода вновь отработают разность углов СДП и СДО в том же направлении. Таким образом, схема позволяет неограниченно долго порционально суммировать заданное перемещение экскаватора по забою.

Применение в данных схемах двухотсчетной системы измерения рассогласования позволяет отработать заданное перемещение с высокой точностью. Обычно угол поворота ротора сельсина грубого отсчета ГО поворачивается при этом на угол, в 20-30 раз превышающий угол поворота ТО, что соответственно в 20-30 раз повышает точность измерения угла. При больших углах рассогласования работает канал грубого отсчета. Когда рассогласование приближается к нулю, электропривод переходит в режим точного отсчета.

5. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

Стенд выполнен в виде панели из оргстекла, за которой размещены два бесконтактных сельсина: сельсин-датчик и сельсин-приемник. На лицевую часть панели (рис. 9) выведены вращающиеся валы сельсинов с укрепленными на их концах стрелками (указателями угла поворота θ). Под оргстеклом изображена схема сельсинной передачи. В мнемосхему сельсинной передачи вмонтированы тумблеры, позволяющие производить необходимые переключения для организации индикаторного и трансформаторного режимов работы. Измерение выходного сигнала в трансформаторном режиме производится с помощью вольтметра. Испытание обмотки возбуждения производится от сети переменного тока напряжением 127 В.

14

Рис. 9. Общий вид передней панели стенда

6. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Ознакомиться с материалами, изложенными в п. 4 настоящих указаний, а также с оборудованием стенда.

Приступить к исследованию сельсинов в индикаторном режиме, для чего включить переключатель "Сеть" в положение "ВКЛ". При этом должна сработать подсветка переключателя. Установить тумблер SB2 в положение "ИНД" или убедиться, что он находится именно в этом положении. Подать напряжение на обмотки возбуждения сельсинов, установить тумблер SB1 в положение "ВКЛ". Типичным признаком правильного включения является скачкообразное движение стрелок сельсинов, стремящихся установиться в одинаковом положении.

Для снятия статической характеристики θп=ϕ(θд), т.е. зависимости угла поворота СП θп (выходная величина) от угла поворота СД θд (входная величина), необходимо, установив указатель (стрелку) СД в положение с отметкой 0 градусов на круговой шкале, начинать его поэтапное вращение по часовой стрелке с остановками через 15 градусов. При этом следует фиксировать соответствующие углы поворота указателя (стрелки) СП. Результаты должны быть отражены в виде табл. 1.

15

Для снятия статической характеристики Uвых=φ(θд) в трансформаторном режиме необходимо тумблер SB2 перевести в положение "Тр". При этом питание обмотки возбуждения СП от внешней сети прекращается, а индуктируемое в ней напряжение Uвых (выходная величина) измеряется вольтметром. Практическая реализация этого режима осуществляется следующим образом: стрелка СП подтормаживается (фиксируется) двумя пальцами руки (лучше сбоку, т.к. нажим на плоскость стрелки может привести к деформации вала СП), а ступенчатое с остановками перемещение указателя (стрелки) СД по часовой стрелке производится одновременно со снятием показаний θд и Uвых. При этом рекомендуется перемещать стрелку СД через 15 градусов на величину полного оборота вала, что позволит получить более точный график (характеристику) с наличием четких экстремальных значений Uвых. Результаты должны быть отражены в виде табл. 2.

16

После окончания измерений установить тумблер SB1 в положение "ОТКЛ", тумблер SB2 в положение "ИНД", переключатель "Сеть" в положение "ОТКЛ", после чего подсветка переключателя угаснет.

По полученным данным необходимо построить графики статических характеристик θп=φ(θд) и Uвых=φ(θд) и подготовиться к защите работы, ответив на контрольные вопросы, приведенные ниже.

7.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Назовите основные режимы работы сельсинов и область их применения.

2.Укажите отличительные признаки схем включения сельсинов в индикаторном и трансформаторном режимах.

3.Приведите одну из схем включения сельсинов, позволяющую уменьшить ошибку в передаче угла.

4.Что представляет из себя дифференциальный сельсин и для чего он используется?