Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лабораторна робота № 3
Дослідження індикаторного режиму роботи сельсинів
Мета роботи:
- ознайомитися з конструкцією і визначити основні характеристики індукційної самоналагоджувальної дистанційної передачі на сельсинах.
Короткі теоретичні відомості:
Сельсинами називаються електричні машини, що володіють здатністю синхронізації. Зазвичай їх використовують в парі.
сельсин-датчик, пов'язаний з вхідним валом;
сельсин-приймач, пов'язаний з вихідним валом.
Сельсинні пари можуть працювати в наступних режимах:
По конструкції сельсини діляться на трифазні і однофазні (з явно вираженим полюсом статора і з явно вираженим полюсом ротора).
Однофазні сельсини з явно вираженим полюсом статора (мал.1).
Вони зручні в балансуванні, але мають великі габарити і масу ротора, а також велику кількість струмос’ємних кілець ротора.
Мал. 1. Однофазний сельсин з явно вираженим полюсом статора.
Однофазні сельсини з явно вираженим полюсом ротора (мал.2).
У таких сельсинах ротор значно легший, оскільки має меншу кількість струмопровідних кілець на валу ротора, що призводить до зниження тертя, дозволяє застосувати сельсини даної конструкції в малопотужних дистанційних
передачах.
Мал.2. Однофазний сельсин з явно вираженим полюсом ротора.
Розглянемо принцип дії однофазного сельсина.
У основу роботи однофазного контактного сельсина покладена властивість зміни взаємоиндукції між обмотками статора і ротора при повороті валу ротора щодо початкового положення (відповідного збігу осей обмотки збудження і першої котушки трифазної обмотки (мал. 3)).
Мал.3. Однофазний контактний сельсин.
На обмотку збудження подається синусоїдальна напруга UB=UM sinωt. При цьому потік збудження теж матиме синусоїдальний закон, відстаючи по фазі від напруги на π/2:
У початковому положенні зв'язок між обмоткою збудження і першою котушкою трифазної обмотки буде найбільшим, а отже, ЕДС індукована в першій обмотці буде максимальною:
де f - частота напруги джерела живлення,
W - число витків однієї котушки трифазної обмотки.
При повороті ротора на кут α магнітний потік пронизуватиме обмотку першого променя під кутом α, другого - (α +120°), третього - (α +240°). Тоді діюче значення ЕДС в обмотках буде:
Набуті значення встановлюють зв'язок між вхідним сигналом α і вихідним значенням ЕДС в променевих обмотках.
Індикаторний режим роботи застосовують для контролю і дистанційної передачі кута повороту і різних величин рівня тиску, товщини матеріалу, напруги, причому в тих випадках, коли на виході немає значного обертаючого моменту .
У індикаторному режимі (мал.4) однофазні обмотки збудження СП і СД включають в загальний однофазний ланцюг змінного струму, а трифазні обмотки синхронізації сполучають між собою однойменними виводами.
Мал. 4. Індикаторний режим роботи
Таким чином, між СП і СД є тільки електричні зв'язки. Змінний струм, що протікає по однофазним обмоткам збудження, створює в СД і СП пульсуючі магнітні потоки Ф, що індукують ЕДС в обмотках синхронізації СД і СП, діючі значення яких визначаються з формул:
де Ед, Еп - ЕДС датчика і приймача.
При узгодженому положенні роторів обох сельсинів СП і СД (θД = θП) в однакових фазах індукуватимуться рівні ЕДС. Ці ЕДС врівноважують один одного, оскільки обмотки синхронізації включені зустрічно, отже струму в цих обмотках при θД = θП не буде, і ротори обох сельсинів будуть нерухомі. При повороті ротора СД на кут θД > θП у обмотках синхронізації сельсинів виникнуть струми
I =ΔE/2Zф,
де ΔE=Е -ЕД - результуюча ЕДС
Zф - опір однієї фази.
Ці струми, взаємодіючи з магнітним потоком ОВ, зумовлять виникнення синхронізуючого моменту, що обертає, Мс, який поверне ротор СП на кут θП. Момент Мс = Мтax φ(θ) - максимальний момент сельсина, визначуваний його параметрами:
θ = θД - θП -кут розузгодження
φ(Θ) - вмить-кутова залежність, вона є статичною характеристикою сельсинної пари, що працює в індикаторному режимі (при Θ <30° статична характеристика лінійна: Мс=k·Θ, де k=Мс /Θ- коефіцієнт передачі (нм/град)).
Мал. 5. Трансформаторний режим роботи.
Трансформаторний режим роботи сельсина (мал. 5) застосовують для перетворення кута розузгодження двох механічно незв'язаних осей у вихідну напругу. До мережі змінного струму підключається тільки однофазна ОВ СД, а обмотка СП є вихідною, тій, з якої знімається напруга.
Пульсуючий магнітний потік Ф, що створюється струмом ОВ СД, як і раніше, індукує Е1д , Е2д , Е3д у трифазних обмотках, під дією яких в обмотках сельсинів виникнуть струми:
Ці струми створюють в однофазній обмотці СП магнітний потік Фт, направлений під кутом θ до подовжньої осі вихідної однофазної обмотки. У вихідній обмотці наводиться ЕДС Евых=Uвых, що є вихідним сигналом. Оскільки нульовий відлік відповідає зрушенню роторів на 90°, то
Залежність Uвых=φ(θ) є статичною характеристикою сельсинів в трансформаторному режимі ( при sinθ ≈ θ вона лінійна, і
Uвых = kθ,
де k = Uвых /θ - коефіцієнт передачі, В/град).
Опис лабораторної установки:
Лабораторний стенд складається з сельсин-датчика і сельсин-приймача, встановлених в корпусі. На осях сельсинів встановлені дискові шкали з діленнями через кожні 15°, а на корпусі стенду нанесені мітки для відліку кутів повороту шкали. Ротор СД механічно не пов'язаний з штурвалом. Трансформатор Т1 служить для пониження напруги сельсинів. Амперметри А1- АЗ - для контролю струмів I1, I2, I3 у фазних обмотках сельсинів. Тумблер S1 служить для дискретного перемикання напруги збудження сельсинів.
Лабораторне завдання:
Визначити максимальну статичну погрішність системи в положенні тумблеру «Норм. Uпит.». Для чого включити живлення стенду і, задаючи ротору СД різні кути повороту α, фіксувати відповідні ним кути повороту СП - β. Вимірювання проводити як при повороті по годинниковій, так і проти годинникової стрілки в межах одного обороту шкали. Результати вимірювань занести в Таблицю 1.
|
По годинниковій стрілкі |
Проти годинникової стрілки |
||||
|
α |
β |
Θ = α - β |
α |
β |
Θ = α - β |
Таблиця 1
Визначити максимальну статичну погрішність з виразу:
де θ макс - максимальна погрішність при повороті за годинниковою стрілкою,
θмакс - максимальна погрішність при повороті проти годинникової стрілки.
3. Зняти характеристику Iф = f(θ) при загальмованому роторі СП і зміні розузгодження в межах 0 - 360°. Для цього необхідно застопорити вал СП гвинтом, включити живлення стенду і повертати ротор СД за годинниковою стрілкою в межах одного обороту, фіксуючи через кожні 30° свідчення амперметрів, включених в ланцюзі трифазних обмоток сельсинів. При знятті свідчень амперметрів, притримувати шкалу ротора СД, щоб вона не оберталася і не збивалися б свідчення амперметрів. Результати вимірювань занести в таблицю 2.
4. Зняти характеристики, описані в пункті 3, при зниженій напрузі живлення збудження сельсинів (положення тумблеру «Пониж. Uпит.») . Результати вимірювань занести в таблицю 2.
Таблиця 2
|
θ |
Iф1 |
Iф2 |
Iф3 |
5. За наслідками дослідів побудувати на загальних осях координат графіки:
Iф1 = f(θ), Iф2 = f(θ), Iф3 = f(θ).
Зміст звіту
Контрольні питання:
Література