2tom200

5. MASZYNY ELEKTRYCZNE 402

Buduje się także jednostki podwójne „dwubiegowe” przeznaczone do łączy dwutorowych, złożone z TPK dwubiegunowego i wielobiegunowego. Liczby par biegunów dochodzą do p = 256. Jest to typowa wartość, np. dla odmiany TPK wielobiegunowego zestykowego o nazwie induktosyn. Przetwornik taki ma uzwojenia drukowane na tarczach z materiału nieprzewodząccgo. Obwód magnetyczny nie zawiera żelaza. Obrót tarczy wirnika powoduje zmianę indukcyjności wzajemniej. Miarą kąta obrotu a_r przy zasilaniu jednofazowym są napięcia proporcjonalne do sinusa lub kosinusa iloczynu pa, lub przy zasilaniu dwufazowym — faza napięcia wyjściowego. Buduje się także induktosyny liniowe do pomiaru przesunięcia liniowego.

Rys. 5.136. Zasada konstrukcji mikrosyna

I-t-4 — bieguny. 5— uzwojenie pierwotne (wzbudzenia).

6 uzwojenie wtórne

Ciekawym, bezzestykowym przetwornikiem położenia w zakresie małych kątów obrotu (do +20°) jest mikrosyn (rys. 5.136). Stojan ma 4n (n = 1,2,3...), a nieuzwojony wirnik 2n biegunów wydatnych. Na biegunach stojana są umieszczone uzwojenia: pierwotne, wtórne i ewentualnie kompensacyjne (dla eliminacji napięć szczątkowych). Cewki uzwojenia pierwotnego (wzbudzenia) są połączone szeregowo w taki sposób, że wytwarzają strumienie oscylujące w osiach przesuniętych o 90°. Cewki uzwojenia wtórnego łączy się szeregowo na przemian przeciwsobnie tak, aby w położeniu wirnika jak na rysunku (położenie zerowe) napięcie wyjściowe było równe zeru. Przy obrocie wirnika zmienia się powierzchnia zakrycia poszczególnych biegunów stojana przez biegun wirnika. Skutkiem tego, napięcia indukowane transformacji zmieniają się również i to w taki sposób, że jeżeli napięcia w cewkach wtórnych biegunów 1 i 3 obniżają się, to w cewkach wtórnych biegunów 2 i 4 podwyższają się lub odwrotnie. Napięcie wyjściowe, w pewnym zakresie kąta obrotu wirnika, zmienia się proporcjonalnie do wartości tego kąta i jest wyrażone wzorem

O_lwy = k_voc_r    (5.160)

gdzie ku — stała napięciowa mikrosyna, w praktyce k_v wynosi 60-^80 V/rad.

Selsyny nadawczo-odbiorcze, różnicowe i transformatorowe oraz kilka odmian transformatorów położenia kątowego (również bezzestykowych) produkuje się w Polsce. Są to maszyny o zadowalających parametrach, a ich dane można znaleźć w katalogach fabrycznych lub w katalogu zbiorczym, np. w [5.40].

5.6.33. Przetworniki prędkości

Są to małe maszyny elektryczne, zwane prądnicami tachometrycznymi, które służą do przetwarzania prędkości obrotowej na sygnał elektryczny jednoznacznie odpowiedni do jej wartości, a w niektórych przypadkach — i do kierunku.

Ze względu na zasadę działania rozróżnia się następujące prądnice tachometryczne (PT):

— prądnice prądu stałego (PTPS),

radnice prądu przemiennego (PTPP) (indukcyjne PTI oraz synchroniczne — PTS). Zmiana kierunku wirowania PTPS powoduje zmianę biegunowości napięcia wyjściowego. a w przypadku PTPP — zmianę fazy.

⁵¹ prądnice tachometryczne stosuje się jako:

mierniki prędkości obrotowej z odpowiednio wyskalowanymi: woltomierzem, często-tliwościomierzem lub rejestratorem;

_źródła napięcia sterującego w układach regulacji i sterowania;

__ elementy układów różniczkowania i całkowania;

_elementy tłumiące w układach nadążnych;

__ mierniki przyspieszeń;

_nadajniki łączy tachometrycznych synchronicznych.

Ze względów eksploatacyjnych najważniejszą charakterystyką prądnic tachometrycznych jest zależność napięcia wyjściowego lub częstotliwości napięcia wyjściowego od prędkości obrotowej (lub kątowej). Przy doborze prądnicy bierze się zwykle pod uwagę dodatkowo następujące jej cechy:

—    liniowość, stromość i możliwość regulacji stromości charakterystyki wyjściowej;

—    zakres prędkości obrotowej;

—    wrażliwość charakterystyki wyjściowej na obciążenie prądowe i zmiany temperatury;

—    kształt krzywej napięcia wyjściowego (pożądane jest napięcie stałe lub sinusoidalne zmienne bez zakłóceń);

—    wartość napięcia szczątkowego (zerowego) przy nieruchomej maszynie;

—    właściwości mechaniczne (moment bezwładności, moment oporowy, masa, wymiary, potrzeby konserwacji, trwałość);

—    wreszcie cenę.

Najostrzejsze wymagania są stawiane prądnicom tachometrycznym stosowanym w układach regulacji i sterowania, najłagodniejsze zaś, gdy prądnica spełnia rolę elementu tłumiącego w układach nadążnych.

W ostatnim dziesięcioleciu obserwuje się znaczne zmniejszenie zastosowania prądnic tachometrycznych jako mierników prędkości i drogi kątowej. Rolę tę przejmują bowiem różnego rodzaju przetworniki obrotowo-impulsowe.

Prądnice tachometryczne prądu stałego

Są to małe maszyny komutatorowe, najczęściej dwubiegunowe, bez biegunów komutacyjnych i uzwojeń kompensacyjnych, o wzbudzeniu magnesami trwałymi o niskich współczynnikach temperaturowych remanencji i bardzo dużych natężeniach koercji.

W sporadycznych przypadkach mają wzbudzenie elektromagnetyczne umożliwiające regulację stromości charakterystyki wyjściowej. Wówczas na ogół są zaopatrzone w boczniki magnetyczne o ujemnym współczynniku temperaturowym. Boczniki te łączą roznoimienne bieguny główne stojana i kompensują zmiany strumienia głównego wywołane zmianami rezystancji uzwojenia wzbudzenia wskutek zmian jego temperatury. Uzwojenie wyjściowe umieszczone na wirniku może być wykonane jako: konwencjonalne — rozłożone w żłobkach;

~~ naklejone na gładkiej powierzchni bocznej blachowanego cylindra;

~ nawinięte na cylindrycznym niemagnetycznym karkasie lub z usuniętym karkasem po termo- lub chemoutwardzeniu izolacji drutu nawojowego, tworząc wirnik typu kubkowego;

~ uu^U*^{COWane na} '^vi^rn'ku kubkowym lub tarczowym.

Wykonania niekonwencjonalne zapewniają poprawę właściwości dynamicznych ądnic tachometrycznych przez radykalne zmniejszenie indukcyjności twornika i jego ^mentu bezwładności oraz polepszenie warunków komutacji w przypadku prądowego

26*