16 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Шаговый двигатель как сельсин

Чипгуру

  • Форум
    • Правила форума
    • Правила для Редакторов
    • Правила конкурсов
    • Руководство барахольщика
    • Ликбез по форуму
      • Изменить цвет форума
      • Как вставлять фотографии
      • Как вставлять ссылки
      • Как вставлять видео
      • Как обозначить оффтоп
      • Как цитировать
      • Склеивание сообщений
      • Значки тем
      • Подписка на темы
      • Автоподписка на темы
    • БиБиКоды (BBCode)
    • Полигон для тренировок
  • Калькуляторы
    • Металла
    • Обороты, диаметр, скорость
    • Подбора гидроцилиндров
    • Развертки витка шнека
    • Расчёт треугольника
    • Теплотехнический
    • Усилия гибки
  • Каталоги
    • Подшипников
    • Универсально-сборные пр.
    • УСП-12
  • Справочники
    • Марки стали и сплавы
    • Открытая база ГОСТов
    • Применимость сталей
    • Справочник конструктора
    • Справочник ЧГ сталей
    • Сравнение материалов
    • Стандарты резьбы
  • Таблицы
    • Диаметров под резьбу
    • Конусов Морзе
    • Номеров модульных фрез
  • Ссылки
  • Темы без ответов
  • Активные темы
  • Поиск
  • Наша команда

Глава 13 — Двигатели переменного тока

Как правило, роторные обмотки асинхронного двигателя раневого ротора замыкаются после запуска. Во время пуска сопротивление может быть установлено последовательно с обмотками ротора, чтобы ограничить пусковой ток. Если эти обмотки соединены с общим пусковым сопротивлением, два ротора будут оставаться синхронизированными во время запуска. (Рис. Ниже) Это полезно для печатных машин и мостов, где во время пуска необходимо синхронизировать два двигателя. После запуска и замыкания роторов момент синхронизации отсутствует. Чем выше сопротивление при запуске, тем выше крутящий момент синхронизации для пары двигателей. Если пусковые резисторы удалены, но роторы все еще параллельны, пусковой момент отсутствует. Однако существует существенный синхронизирующий момент. Это сельсины, которые являются аббревиатурой «self synchronous».

Роторы могут быть неподвижными. Если один ротор перемещается на угол θ, другой сельшинский вал будет двигаться через угол θ. Если для одного сельсина применяется сопротивление, это будет ощущаться при попытке повернуть другой вал. В то время как многожильные (многокилометровые) сельсины существуют, основным приложением являются небольшие единицы в несколько ватт для приложений приборов — дистанционная индикация положения.

Инструментальные сельсины не используют для запуска резисторов. (Figabove) Они не предназначены для самостоятельного вращения. Так как роторы не замыкаются и не нагружаются резистором, пусковой момент не начинается. Однако ручное вращение одного вала вызовет дисбаланс в токах ротора до тех пор, пока не появится вал параллельного блока. Обратите внимание, что для обоих статоров применяется общий источник трехфазной мощности. Хотя мы показываем трехфазные роторы выше, однофазный ротор достаточен, как показано на рисунке ниже.

Малые измерительные сельсины, также известные как сихро, используют однофазные параллельные роторы с переменным напряжением, удерживающие трехфазные параллельные статоры, которые не подвергаются внешнему воздействию. (Рис. Ниже) Синхроны функционируют как поворотные трансформаторы. Если роторы как передатчика крутящего момента (TX), так и приемника крутящего момента (RX) находятся под одним и тем же углом, фазы наведенных напряжений статора будут одинаковыми для обоих, и ток не будет течь. Если один ротор будет смещен от другого, напряжения фаз статора будут отличаться между передатчиком и приемником. Ток статора будет развивать вращающий момент. Вал приемника электрически подвешен к валу передатчика. Либо передатчик, либо приемный вал можно вращать, чтобы вращать противоположный блок.

Синхроны имеют однофазные питатели.

Синхронные статоры намотаны с помощью трехфазных обмоток, выведенных на внешние клеммы. Одинарная роторная обмотка передатчика или приемника крутящего момента пробивается шлифовальными кольцами. Синхронные передатчики и приемники электрически идентичны. Однако синхронный приемник имеет встроенное инерционное демпфирование. Синхронный передатчик крутящего момента может быть заменен приемником крутящего момента.

Дистанционное распознавание положения является основным синхронным приложением. (Рис. Ниже) Например, синхронный передатчик, подключенный к радиолокационной антенне, указывает положение антенны на индикаторе в диспетчерской. Синхронный передатчик, соединенный с флюгером, указывает направление ветра на удаленной консоли. Синхроны доступны для использования с частотой 240 В переменного тока 50 Гц, 115 В переменного тока 60 Гц, 115 В переменного тока 400 Гц и 26 В переменного тока 400 Гц.

Синхронный дифференциальный передатчик (TDX) имеет трехфазный ротор и статор. (Рис. Ниже) Синхронный дифференциальный передатчик добавляет входной угол вала к входному электрическому углу входа ротора, выводя сумму на выходы статора. Этот электрический угол статора можно отобразить, отправив его в RX. Например, синхронный приемник отображает положение радиолокационной антенны относительно лука судна. Добавление курса компаса корабля с помощью синхронного дифференциального передатчика отображает положение антенны на RX относительно истинного севера, независимо от направления судна. Реверсирование пары статоров S1-S3 между TX и TDX вычитает угловые положения.

Читать еще:  Что такое усилитель мощности двигателя

Дифференциальный передатчик крутящего момента (TDX).

Бортовая радиолокационная антенна, соединенная с синхронным передатчиком, кодирует угол антенны относительно лука судна. (Рис. Ниже) Желательно отображать положение антенны относительно истинного севера. Нам нужно добавить корабли, идущие от гирокомпас, к положению антенны с луком, чтобы отобразить угол антенны относительно истинного севера. ∠antenna + ∠gyro

Дифференциальный передатчик крутящего момента: угловое сложение.

∠antenna-N = ∠antenna + ∠gyro

Например, заголовок судна составляет ∠30 o , положение антенны относительно луча судна ∠0 o , ∠antenna-N:

∠30 o = ∠30 o + ∠0 o

Например, заголовок судна ∠30 o , положение антенны относительно лука судна составляет ∠15 o , ∠antenna-N:

∠45 o = ∠30 o + ∠15 o

Дополнение против вычитания

Для справки мы показываем электрические схемы для вычитания и добавления углов вала с использованием как TDX (Дифференциальный передатчик крутящего момента), так и TDR (Дифференциальный приемник крутящего момента). TDX имеет входной сигнал крутящего момента на валу, электрический угол ввода на трех соединениях статора и электрический угол на трех соединениях ротора. TDR имеет электрические угловые входы как на статоре, так и на роторе. Угловой выход представляет собой крутящий момент на валу TDR. Разница между TDX и TDR заключается в том, что TDX представляет собой передатчик крутящего момента, а TDR — приемник крутящего момента.

Вычитание TDX.

Входные значения крутящего момента в Figureabove представляют собой TX и TDX. Угловая разность крутящего момента равна TR.

Добавление TDX.

Входные значения крутящего момента в Figureabove представляют собой TX и TDX. Угловая сумма крутящего момента равна TR.

Вычитание TDR.

Входы с крутящим моментом в Figureabove являются TX 1 и TX 2 . Угловая разница крутящего момента равна TDR.

Добавление TDR.

Входы с крутящим моментом в Figureabove являются TX 1 и TX 2 . Угловая сумма крутящего момента равна TDR.

Изменение синхронного передатчика является управляющим трансформатором . Он имеет три равноотстоящие обмотки статора, такие как TX. Его ротор наматывается с большим количеством оборотов, чем передатчик или приемник, чтобы сделать его более чувствительным при обнаружении нуля при его повороте, как правило, сервосистемой . Выход ротора CT (Control Transformer) равен нулю, когда он ориентирован под прямым углом к ​​вектору магнитного поля статора. В отличие от TX или RX, CT не передает и не принимает крутящий момент. Это просто чувствительный детектор углового положения.

Контрольный трансформатор (CT) обнаруживает нулевой сервопривод.

В Figabove, вал TX установлен в желаемое положение радиолокационной антенны. Сервосистема заставит серводвигатель приводить антенну в заданное положение. CT сравнивает заданное с фактическим положением и сигнализирует сервоусилителю, чтобы он приводил в движение двигатель до тех пор, пока не будет достигнут заданный угол.

Servo использует CT для определения положения антенны

Когда ротор управляющего трансформатора обнаруживает нуль при 90 o к оси поля статора, выход ротора отсутствует. Любое смещение ротора создает напряжение переменного тока, пропорциональное смещению. Серво (Figureabove) стремится минимизировать ошибку между командой и измеренной переменной из-за отрицательной обратной связи. Контрольный трансформатор сравнивает угол вала с углом магнитного поля статора, отправленным статором TX. Когда он измеряет минимум или нуль, сервопривод управляет антенной и управляет ротором трансформатора в командное положение. Между измеренным и командным положением нет ошибок, нет трансформатора тока, управляющего трансформатора, выход должен быть усилен. Сервомотор, двухфазный двигатель, перестает вращаться. Тем не менее, любая обнаруженная КТ ошибка приводит в действие усилитель, который управляет двигателем до тех пор, пока ошибка не будет сведена к минимуму. Это соответствует сервосистеме, управляющей антенной, соединенной с CT, чтобы соответствовать углу, заданному TX.

Сервомотор может управлять редуктором и быть большим по сравнению с синхронизаторами TX и CT. Однако низкая эффективность серводвигателей переменного тока ограничивает их меньшими нагрузками. Их также трудно контролировать, поскольку они являются устройствами с постоянной скоростью. Однако их можно контролировать в некоторой степени, меняя напряжение на одну фазу с линейным напряжением на другой фазе. Тяжелые нагрузки более эффективно управляются большими сервомоторами постоянного тока.

Читать еще:  Датчики температуры для 409 двигателя

В бортовых приложениях используются компоненты 400 Гц — TX, CT и сервомотор. Размер и вес магнитных компонентов переменного тока обратно пропорциональны частоте. Поэтому использование компонентов 400 Гц для применения в самолетах, таких как движущиеся поверхности управления, экономит размер и вес.

Распознаватель (рис. Ниже) имеет две обмотки статора, расположенные под углом 90 o друг к другу, и обмотку одного ротора, приводимую в действие переменным током. Резольвер используется для преобразования с прямоугольной формы. Угловой вход на валу ротора дает прямоугольные координаты sinθ и cosθ пропорциональные напряжения на обмотках статора.

Резольвер преобразует угол вала в синус и косинус угла.

Например, черный ящик в радаре кодирует расстояние до цели в виде пропорционального напряжения V синусоидальной волны с углом наклона в виде угла вала. Преобразуйте в координаты X и Y. Синусоидальная волна подается на ротор резольвера. Вал углового подшипника соединен с валом резонатора. Координаты (X, Y) доступны на катушках статора резольвера:

Декартовы координаты (X, Y) могут быть нанесены на отображение карты. A TX (передатчик крутящего момента) может быть адаптирован для обслуживания в качестве преобразователя. (Figurebelow)

Scott-T преобразует 3-φ в 2-φ, позволяя TX выполнять функцию распознавания.

С помощью трансформатора Scott-T можно получить резоверподобные квадратурные угловые составляющие от синхронного передатчика. Три TX-выхода, 3-фазы, обрабатываются трансформатором Scott-T в пару квадратурных компонентов. Подробнее см. В главе 9 Скотта-Т.

Существует также линейная версия резольвера, известная как индуктивность. Ротационная версия индуктозина имеет более тонкое разрешение, чем резольвер.

Реферат: Двигатели Selsyn (синхронные)

  • Синхронизация, также известная как сельсин, представляет собой вращающийся трансформатор, используемый для передачи крутящего момента вала.
  • TX, передатчик крутящего момента, принимает входной сигнал крутящего момента на своем валу для передачи на трехфазных электрических выходах.
  • RX, приемник крутящего момента, принимает трехфазное электрическое представление углового входа для преобразования в выходной сигнал крутящего момента на своем валу. Таким образом, TX передает крутящий момент от входного вала к удаленному выходному валу RX.
  • TDX, передатчик с передачей крутящего момента, суммирует электрический вход с угловым входом, генерирующим электрический угол
  • TDR, приемник дифференциального крутящего момента, суммирует два входа электрического угла, создающих выход угла вала
  • CT, управляющий трансформатор, обнаруживает нуль, когда ротор расположен под прямым углом к ​​входу угла статора. КТ обычно является компонентом системы серво-обратной связи.
  • Резольвер выводит квадратурное sinθ и косинус (theta) представление входного угла вала вместо трехфазного выхода.
  • Трехфазный выход TX преобразуется в выходной сигнал преобразователя трансформатором Scott-T .

Виды синхронной связи

Системы синхронной связи делятся на два вида.

Система синхронного вращения

Эта система выполнена на двух равных асинхронных электродвигателях с фазным ротором. Обмотки роторов между собой соединены, а обмотки статора подключены к одной сети переменного трехфазного тока.

Система синхронного поворота

Работа системы основана на специальных микромашинах индукционного вида (сельсинах), которые обладают свойством самосинхронизации.

Сельсины делятся по количеству фаз на два вида:
  • Трехфазные сельсины по своей конструкции не имеют отличия от асинхронных электродвигателей. Такие модели не нашли широкого применения в основном из-за разности моментов синхронизации во время поворота ротора.
  • Однофазные сельсины имеют устройство, аналогичное конструкции маломощных синхронных машин. Их обмотка возбуждения работает от переменного тока.
Режимы работы

В автоматических системах синхронный поворот производится в двух различных режимах.

Индикаторный режим

На рисунке «а» показана схема индикаторного режима. Ведомая ось О2 соединена с ротором сельсина-приемника «П». Такую схему используют при малой величине момента торможения на ведомой оси, чаще всего, когда на оси закреплена индикаторная стрелка.

Обмотки возбуждения подключены в общей цепи, а обмотки синхронизации объединены линией связи. Магнитные потоки, образованные обмотками приемника и датчика, создают в 3-х фазах обмоток электродвижущую силу.

Читать еще:  Блок запуска двигателя старт

При наличии между роторами угла рассогласования в обмотках возникает ток, который создаст в приемнике и датчике с помощью потока возбуждения моменты разного направления, сводящие к нулю угол рассогласования.

Чаще всего ротор датчика заторможен. Вследствие этого его момент синхронизации действует на механизм поворота ведущей оси. Момент приемника воздействует на ротор и поворачивает его синхронно с ротором датчика на такой же угол.

Трансформаторный режим

Электрический сигнал о рассогласовании роторов поступает на усилитель, а затем на исполнительный мотор, поворачивающий ротор приемника и ведомую ось для устранения рассогласования.

Режим трансформатора используют в таких ситуациях, когда на ведомую ось приложен большой момент торможения, другими словами, для поворота некоторого механизма. В этом режиме обмотка датчика, связанного механическим путем с ведущей осью, подключается к сети питания однофазного тока, а обмотка приемника к усилителю, который подает напряжение на управляющую обмотку исполнительного электрического двигателя. Обмотки синхронизации 2-х сельсинов объединены линией связи.

Переменный ток образует в обмотке возбуждения датчика импульсы магнитного потока, который создает электродвижущую силу в синхронизирующей обмотке. Обмотки приемника и датчика соединены, поэтому по ним будет проходить ток и в приемнике образуются импульсы магнитного потока.

При наличии рассогласования роторов этот поток создает в возбуждающей обмотке электродвижущую силу, образует на выходе напряжение, которое подается на усилитель, а затем на обмотку статора исполнительного мотора. Вследствие этого ведомая ось поворачивается вместе с ротором приемника. После устранения рассогласования напряжение на выходе обнуляется, и ведомая ось прекращает свое вращение.

В трансформаторном режиме погрешность работы сельсина определяется технологическими и конструктивными особенностями: разбросом параметров приемника и датчика, неравномерностью магнитной проводимости, несимметричностью изготовления обмоток.

Передача угла в этом режиме имеет эксплуатационные погрешности, которые образуются вследствие влияния условий работы на сельсин-приемник. Если изменить сопротивление нагрузки в управляющей цепи обмотки сельсина-приемника, то это отразится на его работе.

Схемы, возможные для работы обоих режимов, делятся на три группы:
  1. Датчик и один приемник.
  2. Датчик с многими приемниками.
  3. Один приемник и два датчика.
Конструктивные особенности
Моторы по устройству можно разделить на два вида:
  • Контактные с обмоткой ротора, соединенной с внешней цепью с помощью контактных колец и щеток.
  • Бесконтактные , не имеющие контактных элементов.
Контактные

Их устройство аналогично конструкции асинхронных маломощных электродвигателей с фазным ротором. Статор (1) и ротор (2) являются неявнополюсными, вследствие чего обе обмотки (3, 4) являются распределенными. Возбуждающая обмотка находится на роторе. Питание к этой обмотке подходит по двум кольцам (5).

Некоторые модели сельсинов выполнены с ротором и статором, имеющим явно выраженные полюсы. Это дает возможность увеличить момент синхронизации. В качестве недостатка контактных видов сельсинов следует назвать наличие контактных элементов (колец).

Бесконтактные сельсины

В сельсинах, не имеющих контактных компонентов, обе обмотки находятся на статоре. Ротор выполнен в виде цилиндра (6) из материала с ферромагнитными свойствами. Ротор разделен на два изолированных полюса с помощью алюминиевой прослойкой (7).

С торцов сельсина находятся сердечники в виде тора (1), изготовленные из электротехнической листовой стали. Внутренняя часть поверхности сердечников находится над ротором. К наружной поверхности подходят стержни внешнего магнитопровода (4). 1-фазную обмотку возбуждения изготавливают в виде 2-х дисковых катушек (2), находящихся по разным сторонам статора между сердечниками и обмоткой синхронизации.

В процессе функционирования сельсина импульсный магнитный поток замыкается в магнитной системе. При этом он соединяется с 3-фазной синхронизирующей обмоткой на статоре. Штриховой линией на рисунке показан путь замыкания магнитного потока.

Во время поворота ротора меняется позиция оси магнитного потока относительно синхронизирующих обмоток. Вследствие этого электродвижущая сила, возникающая в фазах синхронизирующей обмотки, будет напрямую зависеть от поворота ротора, по аналогии с работой контактных сельсинов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector