Асинхронні машини широко використовуються не тільки в якості двигунів, але і в якості регуляторів напруги, фазовращателей, тахогенераторів і пристроїв синхронної свя-зи.
У силових електроприводах, системах управління електро-приводами, системах автоматики виникає необхідність со-погоджений обертання або повороту на заданий кут двох або декількох не пов'язаних між собою механічно валів механізмів або осей.
У системах синхронного обертання тих чи інших виробництв-ських механізмів використовуються звичайні трифазні асинхронні двигуни з фазним ротором.
Рис 10 47 Однофазний сельсин з явновираженнимі полюсами і контактними кільцями
1 - статор, 2 - обмотка порушено-ня, 3 - ротор, 4 -трехфазная обмотка синхронізації
У системах дистанційної передачі кутових переміщень можуть бути використані або звичайні трифазні асінх-ронние двигуни з контактними кільцями малої потужності, або сельсини. Сельсини влаштовані приблизно так само, як і трифазні двигуни. Статор має однофазну обмотку, яка називається обмоткою збудження, а ротор - трифазну обмотку, яка називається обмоткою синхронізації, виконану так само, як і у асинхронного двигуна з фазним ротором, або, на-оборот, ротор має однофазну, а статор - трифазну обмотку. Такі сельсини називаються однофазними.
Обмотки збудження можуть бути зосередженими або розподіленими. Сельсини бувають з контактними кільцями і безконтактними. Контактні кільця і щітки через їхню невисоку надійності і виникнення тертя між ними знижують надійність і точність системи регулювання, особливо в індикаторному режимі роботи. У системах синхронного обертання або дистанційної передачі кута беруть участь дві або більше машини. Одна з них є датчиком, що задає частоту обертання або кут повороту, інші - приймачами. У системах синхронного обертання приймачі повинні обертатися зі швидкістю датчика, в системах індикаторних - повертатися на той же кут, що і датчики.
У системах дистанційної передачі кутових переміщень розрізняють два режими роботи сельсинов: індикаторний і трансформаторний. Індикаторний режим має місце в тих випадках, коли на валу сельсина-приймача відсутній гальмівний момент, наприклад на його валу укріплена вказівний стрілка. Коли на валу сельсина-приймача значний момент, який він не в змозі подолати, система виконан-вується так, що сельсин дає тільки сигнал управління, а механізм приводиться в дію від окремого двигуна. Сельсин-приймач в цьому випадку управляє двигуном механізму так, що двигун повертає механізм на кут, заданий сельсином-датчиком.
На рис. 10.47 зображено пристрій однофазного сельсина з явновираженнимі полюсами з контактними кільцями, на рис. 10.48 - безконтактного сельсина.
Мал. 10.48. Безконтактний сельсин: 1 муздрамтеатр потоку збудження,
2 -немагнітний циліндр;
3 сердечник статора, 4 -трехфазная обмотка синхронізації; 5 обмотка збудження, 6 -сердечнік ротора, 7 немагнітна прокладка
Обмотка збудження 2 контактного сельсина однофазная нерухома, обмотка ротора 4 трифазна, з'єднана зіркою, три кінця обмотки припаяні до контактних кілець, встановленим на осі ротора. Однофазна обмотка збудження 5 безконтактного сельсина також нерухома, але магнітний потік збудження, створюваний нею, повертається при повороті ротора. Трифазна обмотка ротора 4 безконтактного сельсина, укладена в пазах статора, нерухома.
Принцип дії сельсина з контактними кільцями (див. Рис. 10.47) полягає в наступному. Струм обмотки збудження, підключеної до мережі змінної напруги U, створює нерухомий в просторі пульсуючий з частотою мережі магнітний потік Фв. Магнітний потік пронизує трифазну обмотку і наводить в кожній її фазі змінну ЕРС тієї ж частоти, що і в обмотці збудження. Значення ЕРС обмотки кожної фази залежить від взаємного розташування трифазної обмотки щодо магнітного потоку Фв однофазної.
Мал. 10.49. До поясненням принципу дії сельсина
Припустимо, трифазна обмотка розташована так, як це зображено на рис. 10.49, а. В цьому випадку обмотка фази АХ буде пронизувати всім потоком збудження і в ній виникне найбільша ЕРС, обмотки BY і CZ, як це видно з рис. 10.49, а, б, пронизуються меншим потоком і в них виникне ЕРС менша, ніж в фазі АХ. Якщо повернути ротор сельсина на кут # 945 ;, то зміниться взаємне розташування трифазної і однофазної обмоток і, природно, зміняться значення ЕРС, що наводяться в обмотках фаз. Наприклад, якщо повернути ротор на 90 °, то магнітний потік, зчеплений з обмоткою фази АХ, буде дорівнює нулю і ЕРС в ній виникати не буде. Легко показати, що, якщо при # 945; = 0 обмотки розташовані, як на рис. 10.49, а, то при повороті на кут # 945; ЕРС кожної фази матимуть такі вирази:
де Е - діюче значення ЕРС, що виникає в фазі обмотки АХ при # 945; = 0.
Таким чином, значення ЕРС фаз трифазної обмотки однофазного сельсина залежать від кута # 945 ;, в часі ж вони збігаються по фазі.
Принцип дії безконтактного сельсина нічим не відрізняється від контактного. Різниця лише в тому, що в контактному сельсину повертається ротор з трифазної обмоткою щодо нерухомого потоку збудження, в безконтактному повертається ротор з потоком збудження відносно нерухомої трифазної обмотки статора.
У трифазних сельсину, де обмотка збудження трифазна і підключена до трифазної мережі, діє обертове магнітне поле з незмінною амплітудою і значення ЕРС в фазах синхронизирующей обмотки не залежить від кута повороту, змінюються лише фази ЕРС в часі.
Схема з'єднання сельсина-датчика і сельсина-приймача для дистанційної передачі кута повороту зображена на рис. 10.50. До повороту ротора сельсина-датчика ЕРС в кожній фазі трифазних обмоток сельсина-датчика і сельсина-приймача збігалися по фазі і ток в їх обмотках був відсутній:
При повороті датчика на кут # 945; в в кожній фазі з'явиться струм, так як ЕРС фаз не збігаються по фазі, наприклад у фазі А