5.4. Трехфазные сельсины

В схемах синхронной связи на трехфазных сельсинах в качестве датчика СД и приемника СП используются два обычных асинхронных двигателя с фазными роторами. Их обмотки статора подключаются к общей трехфазной сети переменного тока, а обмотки ротора соединяются друг с другом через контактные кольца (рис. 5.24).

Рис. 5.24. Схема включения трехфазных сельсинов

При подключении обмоток статора датчика и приемника к сети в сельсинах возникает круговое вращающееся поле, которое индуктирует в одной из фаз ротора датчика ЭДС

а в одноименной фазе ротора приемника - ЭДС

где

, - углы, образуемые осями одноименных фаз ротора и статора датчика и

приемника.

Знак "+" ставится, если ротор датчика или приемника повернут навстречу вращающемуся полю, а "-", если он повернут в направлении поля.

При согласованном положении ведущей О₁ и ведомой О₂ осей, когда углы поворота роторов датчика и приемника равны, ЭДС Е_Д и Е_П, индуктированные в одноименных фазах роторов, равны и направлены встречно (рис. 5.25а), вследствие чего по обмоткам роторов ток не протекает. При этом синхронизирующий момент М_с=0.

Рис. 5.25. Векторная диаграмма ЭДС и токов для роторной цепи трехфазных сельсинов при отсутствии (а) и при наличии (б) рассогласования.

При появлении угла рассогласования в контуре одноименных фаз обмотки ротора возникает разность ЭДС (рис. 5.25б), которая создает уравнительный ток

Этот ток отстает от вектора на угол , тангенс которого равен

При взаимодействии уравнительного тока с магнитным потоком Ф в датчике и приемнике возникают синхронизирующие моменты:

где

, - углы сдвига фаз между током ротора и ЭДС датчика и приемника.

Если ротор датчика повернут на положительный угол относительно ротора приемника, то в датчике активная составляющая тока совпадает с ЭДС Е_Д (рис.5.6.2б). Поэтому синхронизирующий момент действует на ротор в направлении вращения магнитного поля и стремится повернуть его в исходное положение. В роторе приемника активная составляющая тока противоположна по фазе с ЭДС Е_П. Поэтому синхронизирующий момент стремится повернуть ротор приемника против вращения поля так, чтобы он занял согласованное с ротором датчика положение.

Характерной особенностью трехфазных сельсинов является то, что синхронизирующие моменты в датчике и приемнике различны, т. к. различны углы и , а следовательно и активные составляющие тока. Это является недостатком трехфазных сельсинов т. к. кривая имеет несимметричный характер в зависимости от того, вращается ротор по направлению поля или против него. В результате точность передачи угла на трехфазных сельсинах будет зависеть от направления вращения ротора датчика.

Другим существенным недостатком трехфазных сельсинов является необходимость иметь трехфазный источник питания, поэтому трехфазные сельсины применяются обычно только для синхронного вращения машин большой мощности. Схема включения трехфазных сельсинов получила название электрического вала (рис.5.26).

Рис. 5.26. Схема электрического вала

Рабочие механизмы и приводятся во вращение мощными асинхронными двигателями и .С ними спарены вспомогательные двигатели и (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 берется равной 10-15% от мощности главных двигателей.