Содержание
Предыдущий § Следующий
РАЗДЕЛ 17 ФАЗОВРАЩАТЕЛИ И ДАТЧИКИ УГЛА
17.1. Фазовращатели индукционные
17.1.1. Классификация и основные показатели
Фазовращатели (ФВ) предназначены для преобразования информации об угловом положении вала в сдвиг фазы выходного напряжения.
Фазовращатель представляет собой самостоятельный вид электрической машины. Однако традиционно для указанной цели используются также ВТ, сельсины и индукто-сины.
По конструктивному исполнению ФВ аналогичны ВТ и представляют собой электрические машины неявнополюсного типа, на статоре и роторе которых обычно располагаются по две взаимноперпендику-лярные обмотки. Имеется также ряд типов трехобмоточных ФВ, а также ФВ совмещенной конструкции, с грубым и точным отсчетом на одном магнитопроводе.
Бесконтактные ФВ выполняются с одним или двумя кольцевыми трансформаторами.
Имеются двухфазные ФВ с вращающимся магнитным полем и однофазные ФВ с пульсирующим магнитным полем.
Далее приводятся значения точностных показателей для конкретных типов ФВ, построенных на основе одинарного RC-контура. С целью повышения точности ФВ применяют двойные и мостовые фазосдви-гающие ЛС-конгуры, что позволяет уменьшить погрешности однофазных ФВ в 2 —3 раза. Повышению точности однофазных ФВ способствует также включение между машиной и фазосдвигающим контуром развязы-
Таблица 17.1. Номинальные и рабочие частоты напряжения возбуждения ФВ
|
г ./НОМ' |
Диапазон рабочих |
/НОМ' |
Диапазон рабочих |
|
кГц |
частот, кГц |
кГц |
частот, кГц |
|
0,05 |
0,04-0,1 |
150 |
100-400 |
|
0,4 |
0,1-0,4 |
800 |
400-1000 |
|
1 |
0,4-1 |
1350 |
1000-4000 |
|
2 |
1-4 |
8000 |
4000-10000 |
|
4 |
4-10 |
25000 |
10000-40000 |
|
10 |
10-40 |
80000 |
40000-120000 |
|
80 |
40-100 |
вающих усилителей. Уменьшить погрешности от неточности выполнения двухфазного источника питания удается путем двойного преобразования, т. е. выполнения так называемого ФВ с фильтром обратной последовательности, при этом к выходным обмоткам двухфазного ФВ подключают фазо-сдвигающий контур. При использовании ФВ в качестве датчиков преобразователей угол — фаза — код применяют и другие схемно-технические решения, направленные на повышение точности измерения угла.
Точностные возможности ФВ оцениваются фазовой погрешностью с учетом изменения температуры окружающей среды и напряжения возбуждения.
Фазовая погрешность определяется как полусумма абсолютных значений наибольших положительной и отрицательной погрешностей, представляющих собой разность между yi лом изменения фазы выходной ЭДС и углом поворота ротора в пределах одного оборота.
В зависимости от фазовой погрешности ФВ имеют следующие классы точности: 0,1'; 0,2'; 0,3'; 0,5'; Г; 2'; 3'; 5'; 10'; 20'; 30'; 60'; 120'; 300'; 600'. Классы точности 120', 300' и 600' устанавливаются только для ФВ с частотой напряжения возбуждения 400 кГц и выше.
Фазовращатели работают в широком диапазоне частот напряжения возбуждения, при этом номинальная частота питания и диапазон рабочих частот взаимосвязаны (табл. 17.1).
Номинальные коэффициенты трансформации ФВ в диапазонах рабочих частот, указанных в табл. 17.1, соответствуют ряду: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1.
17.1.2. Бесконтактные двухполюсные фазовращатели серии БИФ
Фазовращатели серии БИФ предназначены для работы как в режиме фазовращателя, так и в режиме СКВТ и трансформаторной дистанционной передачи. Фазовращатели серии БИФ представляют собой трехобмоточную машину. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — 1, 2; синусной (выходной) — 3, 5 и косинусной (выходной) — 4, 6.
При построении ФВ с двухфазным питанием напряжение возбуждения подается на обмотки 3, 5 и 4, 6. При этом напряжение возбуждения должно быть не более 27 В при номинальных частотах. Выходная обмотка в этом случае будет 1, 2. Крепление ФВ — фланцевое с упорным буртиком. Режим работы — продолжительный.
Электрическая схема однофазного ФВ показана на рис. 17.1, а, габаритные и
Таблица 17.2. Параметры фазосдвигающего контура
Рис. 17.1. Электрические схемы ФВ: а — однофазный серии БИФ, 6 —БИФ-019; БИФ-0,25-1[ в режиме вариометра
Рис. 17.2. Габаритные и установочные размеры ФВ серии БИФ, БИФ-019, БИФ-0,25-И
установочные размеры — на рис. 17.2, параметры фазосдвигающего контура и основные технические данные ФВ серии БИФ — в табл. 17.2, 17.3.
Технические данные, общие для ФВ серии БИФ
Коэффициент несинусоидальности формы ■ напряжения возбуждения, %....... 2
Фазовая погрешность однофазного фазовращателя с одинарным ЛС-контуром, угл. мин:
класс 1........ +15
класс 2........ ±30
класс 3........ +60
Потребляемый гок при номинальной частоте напряжения возбуждения, А:
БИФ-112....... 0,08
остальных типов .... 0,1
Погрешность отображения синусной зависимости БИФ-112 на частоте 500 Гц при возбуждении напряжением 12 В, %..........±0,02-г 0,1
Погрешность следования в трансформаторной дистанционной передаче произвольно выбранных пар однотипных БИФ при номинальных частотах напряжения возбуждения, угл. мин........± 3 -г 25
Момент статического трения,
10~4Н-м........ 5
Частота вращения вала, об/мин 150
Максимально допустимая частота вращения вала, об/мин:
БИФ-112....... 4500
остальных типов .... 6000
Масса, кг........ 0,25
Условия эксплуатации ФВ серии БИФ
Вибрационные нагрузки:
диапазон частот, Гц . . . До 2000
ускорение, м/с2..... 150
Ударные нагрузки, м/с2 . . . 1500 Температура окружающей среды. °С......... -60^-85
Относительная влажность воздуха при температуре 35 °С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . . 5000
|
Таблица 17.3. Технические данные ФВ серии |
БИФ |
|||
|
Показатель |
Тип |
ФВ |
||
|
БИФ-112 |
БИФ-114 |
БИФ-116 |
БИФ-118 |
|
|
Напряжение возбуждения, В |
40 |
40 |
40 |
40 |
|
Диапазон рабочих напряжений возбуждения, В |
1-40 |
1-40 |
1-40 |
1-40 |
|
Частота напряжения возбуждения, кГц |
2 |
4 |
20 |
80 |
|
Диапазон рабочих частот напряжения возбуждения, кГц |
1,5-5 |
4-25 |
20-80 |
40-120 |
|
Коэффициент трансформации |
0,36 |
0,36 |
0,34 |
0,34 |
|
Изменение фазовой погрешности при изменении температуры окружающей среды, угл. мин |
30 |
22 |
15 |
15 |
17.1.3. Бесконтактные двухполюсные фазовращатели БИФ-019
Фазовращатель типа БИФ-019 представляет собой трехобмоточную машину. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — 1, 2; синусной (выходной) — 3, 5 и косинусной (выходной) — 4, 5. Концы выходных обмоток соединены и выведены на общую клемму 5. Крепление ФВ — фланцевое с упорным буртиком. Режим работы — продолжительный.
Электрическая схема однофазного ФВ типа БИФ-019 показана на рис. 17.1,6, габаритные и установочные размеры — на рис. 17.2.
Таблица 17.4. Параметры фазосдвигающего контура ФВ типа БИФ-019
|
Частота |
Сопро- |
р.. |
Добавоч- |
Полное |
|
напряжения |
тивле- |
ЕМ- |
ное сопро- |
входное |
|
возбужде- |
ние |
КОСТЬ /~" Tlffl |
тивление |
сопротив- |
|
ния, кГц |
Rh Ом |
С, Пф |
Л2, Ом |
ление, Ом |
|
80 |
3710 |
470 |
133 |
85 |
|
100 |
3480 |
390 |
215 |
107 |
|
150 |
2730 |
300 |
422 |
160 |
|
200 |
1930 |
270 |
628 |
213 |
|
250 |
1680 |
220 |
833 |
267 |
|
300 |
1520 |
180 |
1041 |
320 |
|
350 |
1400 |
150 |
1246 |
373 |
Технические данные ФВ типа БИФ-019
Напряжение возбуждения, В . . 15
Диапазон рабочих напряжений возбуждения, В...... 1 — 15
Частота напряжения возбуждения, кГц........ 150
Диапазон рабочих частот напряжения возбуждения, кГц 80 — 350
Коэффициент трансформации 0,79
Коэффициент несинусоидальности формы напряжения возбуждения, %....... 2
Фазовая погрешность, угл. мин + 30
Изменение фазовой погрешности при изменении температуры окружающей среды и при изменении напряжения возбуждения, угл. мин .... 15
Момент статического трения,
Н-м.......... 0,0005
Частота вращения вала, об/мин 150
Примечание. Сопротивление нагрузки
должно превышать удвоенное сопротивление фазо-
сдвигающего контура.
Условия эксплуатации ФВ типа БИФ-019
Вибрационные нагрузки:
диапазон частот, Гц ... До 2000
ускорение, м/с2..... 150
Ударные нагрузки, м/с2 . . . 1500 Температура окружающей среды, °С ......... -60+ +85
Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . 5000
17.1.4. Бесконтактные двухполюсные фазовращатели БИФ-025-Н
Фазовращатель БИФ-025-П предназначен для работы как в режиме ФВ, так и в режиме вариометра (прибора для плавного изменения индуктивности).
Фазовращатель БИФ-025-П представляет собой трехобмоточную машину. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — 1,2; синусной (выходной) — 3, 4 и косинусной (выходной) — 5, 6.
Электрическая схема однофазного ФВ приведена на рис. 17.1, а с учетом поправки на электрическую схему этой машины. Параметры фазосдвигающего контура для частоты напряжения возбуждения 1500 кГц следующие: R{ = 1,5 кОм; С= 68 пФ. Сопротивление фазосдвигающего контура, Ом, при работе ФВ в диапазоне рабочих частот напряжения возбуждения определяется по формуле
1
где С — емкость фазосдвигающего контура, пФ; fH0M — номинальная частота, кГц; / — частота, на которой работает ФВ, кГц.
Электрическая схема включения БИФ-025-П в режиме вариометра представлена на рис. 17.1, в.
Крепление ФВ — фланцевое с упорным буртиком. Режим работы — продолжительный. Габаритные и установочные размеры даны на рис. 17.2.
Технические данные БИФ-025-П
Напряжение возбуждения, В . . 2
Диапазон рабочих напряжений возбуждения, В......0,01—5
Частота напряжения возбуждения, кГц........ 1500
Диапазон рабочих частот напряжения возбуждения, кГц . .400 — 3000
Коэффициент трансформации 0,5 Фазовая погрешность, угл. мин, для классов:
1.......... ±30
2.......... ±60
Индуктивность обмотки возбуждения, мкГн....... 15
Фазовая погрешность при изменении температуры окружающей среды, угл. мин ... ±60 Изменение коэффициента трансформации при изменении частоты напряжения возбуждения, %......... 15
Параметры БИФ-025-П в режиме вариометра: индуктивность, мкГн: максимальная .... 45
минимальная..... 10
температурный коэффициент индуктивности, 1/&С . . 1,5 ■ 10~4 емкость обмоток относительно корпуса, пф ... 35 Момент статического трения,
Нм......... 0,0005
Частота вращения вала, об/мин 150 Масса, кг........ 0,1
Условия эксплуатации ФВ типа БИФ-025-П
Вибрационные нагрузки:
диапазон частот, Гц ... До 2000
ускорение, м/с2..... 150
Ударные нагрузки, м/с2 . . . 1500 Температура окружающей среды, °С ......... -60ч- +85
Относительная влажность воздуха при температуре 35 °С 98 Гарантийная наработка, ч . . . 10000
17.1.5. Двухотсчетные бескорпусные фазовращатели серии ИФМ
Фазовращатели этой серии представляют собой трехобмоточную машину, а ФВ типа ИФМ-2С — четырехобмоточную машину. Электрические схемы ФВ показаны на рис. 17.3. Обозначение выводов обмоток: возбуждения точного отсчета (ТО) — Cl, С2; возбуждения грубого отсчета (ГО) — С5, Сб; возбуждения ТО ИФМ-2С — PI, Р2; возбуждения ГО ИФМ-2С - Р5, Р6; квадратурной ТО — СЗ, С4; квадратурной ГО — С7, С8; квадратурной ТО ИФМ-2С-РЗ, Р4; квадратурной ГО ИФМ-2С - Р7,
Рис. 17.3. Электрические схемы ФВ серии
ИФМ: а-типа ИФМ-2С; б - типов ИФМ-ЗС, ИФМ-4С
Р8; выходной ТО — Р1, Р2\ выходной ГО — РЗ, Р4\ первой выходной ТО ИФМ-2С — Cl, C2; первой выходной ГО - ИФМ-2С -С5, С6; второй выходной ТО ИФМ-2С -СЗ, С4 и второй выходной ГО ИФМ-2С -С7, С8.
Грубый и точный отсчеты ФВ выполнены на общем магнитопроводе (совмещены), имеют по две входные обмотки и предназначены для работы в режиме вращающегося магнитного поля, при этом на ФВ подаются два равных ортогональных напряжения. Режим работы — продолжительный.
Значения фазовой погрешности ТО и ГО приведены в табл. 17.5.
Технические данные ФВ серии ИФМ
Напряжение возбуждения, В . . 8,5 Диапазон рабочих напряжений возбуждения, В........ 5 — 15
Частота напряжения возбуждения,
кГц........... 1,8
Диапазон рабочих частот напряжения возбуждения, кГц .... 1—2 Коэффициент трансформации . . 0,59 Потребляемый ток, мА:
ТО.......... 55
ГО ИФМ-2С....... 8
ГО остальных типов .... 5 Коэффициент электрической редукции ТО:
ИФМ-2С........ 8
ИФМ-ЗС........ 16
ИФМ-4С........ 32
Сопротивление нагрузки, кОм . . 5,1
Изменение фазовой погрешности после воздействия внешних факторов, угл. мин:
ТО..........0,5
ГО..........10,0
Условия эксплуатации ФВ серии ИФМ
Вибрационные нагрузки:
диапазон частот, Гц . . . До 3000 ускорение, м/с2..... 150
Ударные нагрузки, м/с2 . . . 750
Температура окружающей среды, "С.........-60 + +100
Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98
Гарантийная наработка, ч:
ИФМ-2С....... 10000
остальных типов .... 25000
Таблица 17.5. Фазовая погрешность ТО и ГО
|
Фазовая |
погреш- |
Фазовая |
||
|
Тип df)R |
Класс |
ность угл. |
ТО, мин |
погрешность ГО, |
|
ТОЧНОСТИ |
ГО |
ГО |
угл. мин |
|
|
отклю- |
вклю- |
(ТО |
||
|
чен |
чен |
включен) |
||
|
ИФМ-2С |
__ |
+ 3,5 |
±4 |
±60 |
|
ИФМ-ЗС |
1 |
±0.75 |
+ 1 |
±60 |
|
2 |
+ 1,5 |
+ 2 |
±60 |
|
|
ИФМ-4С |
1 |
±0,5 |
±0,75 |
+ 60 |
|
2 |
±0,75 |
+ 1 |
+ 60 |
Таблица 17.6. Габаритные и установочные размеры, мм, и масса ФВ серии ИФМ
|
Тип ФВ |
di |
'зз |
/зо |
hi |
hi |
Масса, кг |
|
|
ИФМ-2С |
70 |
38 |
26,1 |
22 |
13,4 |
5 |
0,17 |
|
ИФМ-ЗС |
80 |
30 |
22 |
20,3 |
15 |
10 |
0,30 |
|
ИФМ-4С |
105 |
47 |
32 |
30 |
25 |
20 |
0,70 |
Габаритные и установочные размеры и масса ФВ серии ИФМ приведены в табл. 17.6.
 |
|
|
|