Магнесинная дистанционная передача переменного тока

В авиационных приборах наряду с сельсинными передачами находят применение также магнесинные индикаторные передачи. Основной недостаток обычных сельсинов связан, как уже отмечалось, с наличием у них контактного устройства.

Скользящие контакты ограничивают применение сельсинных схем в ряде устройств по соображениям безопасности. Кроме того, момент трения, основная часть которого создается за счет трения щеток о кольца, в обычных сельсинах оказывается значи­тельным (десятые доли граммосантиметра). Последнее исклю­чает возможность вращения таких сельсинов в индикаторных ди­станционных передачах с помощью чувствительных элементов, таких, например, как магнитоэлектрические приборы, показания которых необходимо передать на расстояние.

От указанных недостатков свободны бесконтактные дистан­ционные передачи, созданные на основе бесконтактных сельсинов или на основе бесконтактного устройства типа магнесин.

Принцип действия бесконтактного сельсина (рис. 2.16) ничем практически не отличается, как уже отмечалось, от принципа действия обычного сельсина (рис. 2.11). Поэтому и принцип работы дистанционной передачи в целом с бесконтактными сельсинами практически ничем не отличается от работы передачи с контактными сельсинами, рассмотренной выше.

Конструкция магнесина чрезвычайно проста. Отсюда чрезвы­чайная простота конструкции всей дистанционной передачи с магнесинами. По этой причине указанная передача получила значительно большее распространение по сравнению с дистанцион­ной передачей с бесконтактными сельсинами.

Принципиальная электрическая схема бесконтактной дистанционной передачи с магнесинами показана на рис. 2.18.

В каждой дистанционной передаче используются два однотипных магнесина с одинаковыми параметрами. Один из них является магнесин-датчиком (МД),второй - магнесин-приемником (МП).

Статор магнесина представляет собой кольцевой сердечник, набранный из листового пермаллоя, на котором равномерно намотана обмотка. В трех точках обмотки, смещенных друг относи­тельно друга на угол 120°, имеются отпайки 1, 2, 3, в результате чего вся обмотка статора разбивается на три части (катушки), как в трехфазной системе.

В качестве ротора магнесина используется постоянный магнит цилиндрической формы, укрепленный на опорах.

Ось ротора магнесин-датчика (МД)механически связывают с осью того устройства, угловое положение которого необходимо передать на расстояние с помощью рассматриваемой передачи.

Ось ротора магнесин-приемника (МП)связана с указатель­ной стрелкой (индексом).

Одноименные отпайки 1-1', 2-2', 3-3' обмоток статоров датчика и приемника соединены между собой трехпроводной линией связи. К обмоткам статоров магнесинов подводится напряжение переменного тока U _пчастотой 400 Гц так, как показано на рис. 2.18.

Рис. 2.18. Бесконтактная дистанционная передача с магнесинами

Рассмотрим работу магнесинной передачи. При подключении напряжения питания U _пк обмоткам статоров в каждом из магнесинов возникает переменный магнитный поток Ф_~, который замыкается по кольцевому сердечнику.

Поток Ф_р ротора, созданный постоянным магнитом, также про­ходит по кольцевому сердечнику. Величина потока Ф_р опреде­ляется на основании закона Ома для магнитной цепи следующим выражением:

,

где N - намагничивающая сила постоянного тока;

- магнитное сопротивление пути, по которому замыкается поток Ф_р.

Сопротивление кольцевого сердечника статора на пути потока ротора Ф_р зависит от степени насыщения материала (пермаллоя) сердечника.

Так как насыщения пермаллоя происходит при сравнительно слабых магнитных полях, кольцевой статор магнесина в нормальных условиях работы оказывается насыщен одну часть периода за счет переменного потока Ф_~ своей обмотки и не насыщен другую часть периода (когда поток близок к нулю).

Следовательно, пермаллоевый сердечник статора будет пред­ставлять собой переменное магнитное сопротивление R _mдля по­тока Ф_р постоянного магнита ротора. Это означает, что магнит­ный поток Ф_р постоянного магнита будет переменным по величине.

Таким образом, общее напряжение (ЭДС) в катушках статора каждый раз обусловлено двумя причинами: напряжением пита­ния U _пи дополнительной ЭДС е _д, наводимой в обмотках за счет пульсирующего потока Ф_р ротора.

Так как обмотки МД и МП одинаковы, напряжение пита­ния U _п приложенное к обмоткам, распределяется между катуш­ками также одинаково.

Поэтому, если не учитывать дополнительную ЭДС е _д, потен­циалы одноименных отпаек 1-1', 2-2', 3-3' в МД и МП всегда одинаковы. Величина дополнительных ЭДС е_д в катушках обмо­ток датчика и приемника будет зависеть как от величины пото­ка Ф_р, так и от взаимного расположения постоянного магнита и этих обмоток.

Пусть роторы МД и МП имеют одинаковые угловые положе­ния. Тогда, очевидно, дополнительные ЭДС е _дв соответствующих катушках датчика и приемника будут также одинаковы. Отсюда потенциалы одноименных точек (отпаек) 1-1', 2-2', 3-3' дат­чика и приемника также одинаковы и уравнительные токи ме­жду ними не протекают.

Если же угловые положения роторов МД и МП неодинаковы, дополнительные ЭДС е_д в одноименных катушках датчика и при­емника имеют разные величины, в результате возникают уравни­тельные токи I ₁, I ₂, I ₃. Эти токи, протекая по катушкам статоров, взаимодействуют с потоком ротора Ф_р, что приводит к появлению вращающего (синхронизирующего) момента, который по закону Ленца всегда направлен в сторону уничтожения рассогласования роторов.

Поэтому ротор магнесин-приемника (так же, как и в сельсинной передаче) будет следовать за всеми изменениями углового положения ротора магнесин-датчика. Точность отработки углов рассогласования в дистанционных передачах с магнесинами обыч­но составляет 1-2°.

Дата добавления: 2014-11-08