§ 5.16. ТРЕХФАЗНЫЕ СЕЛЬСИНЫ

В схеме синхронной связи, выполненной на трехфазных сельсинах (рис. 5.47), в качестве датчика Д и приемника П используются два обычных асинхронных двигателя с фазными роторами. Обмотки статора подключают к общей трехфазной сети переменного тока, а обмотки ротора соединяют друг с другом через контактные кольца. При подключении обмоток статора датчика и приемника к сети в сельсинах возникает круговое вращающееся поле, которое индуцирует в одной из фаз ротора датчика ЭДС ед = Еm sin(ωt ± θд ), а в одноименной фазе ротора приемника ЭДС еп = Ет sin (ωt ± θп ), где θд и θп — углы, образуемые осями одноименных фаз ротора и статора для датчика и приемника.

Рис.   5.47.   Схема   включения трехфазных сельсинов

Знак « + » ставится, если ротор датчика или приемника повернут навстречу вращающемуся полю, а «-» — если ротор датчика или приемника повернут в направлении поля.

При согласованном положении ведущей O1 и ведомой О2 осей, когда углы поворота роторов датчика и приемника равны, ЭДС Ед и Еп , индуцированные в одноименных фазах роторов, равны и направлены встречно (рис. 5.48, а),вследствие чего по обмоткам роторов ток не проходит. При этом синхронизирующий момент Мсн = 0.

При появлении угла рассогласования θ = θд - θп в контуре одноименных фаз обмотки ротора возникает сумма ЭДС ΔÉ2 = Éд + Éп (рис. 5.48, б), которая создает уравнительный ток

Рис. 5.48. Векторная диаграмма для роторной цепи трехфазных сельсинов   при    отсутствии    и наличии рассогласования

Этот ток отстает от вектора ΔÉ2 на угол φ, тангенс которого tg φ = Х2 /R2 . При взаимодействии уравнительного тока I2 с магнитным потоком Ф в датчике и приемнике возникают синхронизирующие моменты Мсн д = сФm I2 cos ψд ; Мсн.п = сФт I2 cos ψп , где ψд и ψп — углы сдвига фаз между током ротора и ЭДС датчика и приемника. Если ротор датчика повернут относительно ротора приемника на положительный угол θ, то в датчике активная составляющая тока I2 совпадает с ЭДС Ед (рис. 5.48, б). При этом синхронизирующий момент действует на ротор датчика в направлении вращения магнитного поля и стремится повернуть его в исходное положение. В роторе приемника активная составляющая тока I2 противоположна по фазе ЭДС Еп , поэтому синхронизирующий момент стремится повернуть ротор приемника против направления вращения поля так, чтобы он занял согласованное с ротором датчика положение. Одним из существенных недостатков трехфазных сельсинов является то, что синхронизирующие моменты в датчике и приемнике различны, так как различны углы ψд и ψп , а следовательно, и активные составляющие тока I2 . При этом кривая Мсн = f(θ) имеет несимметричный характер, зависящий от направления вращения ротора. В результате точность передачи. угла в схемах, выполненных на трехфазных сельсинах, также зависит от направления вращения ротора датчика.

Рис. 5.49. Схема электрического вала

Другим существенным недостатком трехфазных сельсинов является необходимость иметь трехфазный источник питания, поэтому трехфазные сельсины применяют обычно только для синхронного вращения машин большой мощности.

На рис. 5.49 показана схема включения трехфазных сельсинов, называемая электрическим валом. В этой схеме рабочие механизмы M1 и М2 приводятся во вращение мощными асинхронными двигателями АД1 и АД2. С ними спарены вспомогательные двигатели С1 и С2 (сельсины), соединенные между собой линией связи. При синхронном вращении валов ток в роторах сельсинов отсутствует. При наличии рассогласования в сельсинах возникают синхронизирующие моменты, один из которых увеличивает момент на валу отставшего механизма, а второй тормозит вал механизма, работающего с опережением. Вследствие этого система снова приходит в согласованное положение. Мощность вспомогательных асинхронных двига­телей (сельсинов) обычно составляет 10—15% от мощности основных двигателей.