Трансформаторный режим работы индуктосина

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

Электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра Робототехники и автоматизации производственных систем

Реферат

По дисциплине «ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ»

Тема: Индуктосины. Конструкция. Трансформаторный режим работы.

Студент гр. 5403		Амиров А.Р.
Преподаватель		Пожидаев А.К

Санкт-Петербург

2018

ЗАДАНИЕ

На Доклад

Студент: Амиров А.Р. (группа 5403)

Тема реферата: Трансформаторный режим работы сельсинов.


Дата выдачи задания: 03.09.2018
Дата сдачи Доклада: 05.11.2018
Дата защиты Доклада: 05.11.2018

Студент гр. 5403		Амиров А.Р.
Преподаватель		Пожидаев А.К

Аннотация

Целью доклада является изучение индуктосинов, их конструкции, а также трансформаторный режим их работы. В данной работе рассматриваются общие сведения об индуктосинах, виды индуктосинов, такие как линейный и круговой, трансформаторный режим их работы.

Summary

The aim of the report is the study of inductosyns, their design, as well as a transformer mode of operation. This paper discusses the overview of Inductosyn, types of inductosyns, such as linear and circular, transformer mode of operation.

Оглавление

Введение. 5

Общие сведения об индуктосинах 6

Конструкция индуктосина 6

Трансформаторный режим работы индуктосина 10

Заключение. 11

Список использованных источников 12

Введение

Индуктосин используется для измерения линейных перемещений механических элементов ЭП или исполнительных органов рабочих машин. По своему устройству он напоминает линейный асинхронный двигатель и имеет плоский статор и подвижный ротор. Первичная обмотка, расположенная на статоре, подключается к однофазной сети переменного тока, при этом на вторичной обмотке при перемещении ротора будет наводиться ЭДС, зависящая от его положения. Точность индуктосинов может достигать нескольких микрон.

Общие сведения об индуктосинах

Индуктосин представляет собой плоскую электрическую машину, основными элементами которой являются два изоляционных диска с нанесенными на них печатными обмотками.

Принцип действия основан на изменении взаимной индукции 2 плоских обмоток при их относительном смещении. Основная область применения – измерительные системы линейных перемещений металлорежущих станков с ЧПУ или с цифровой индикацией, специальных установок.

Конструкция индуктосина

Индуктосины бывают линейные и угловые. Рассмотрим их.

К семейству трансформаторных датчиков относятся линейные индуктосины, которые являются датчиками для измерения больших перемещений (до 10 метров) с высокой степенью точности. Обмотки линейных индуктосинов являются плоскими, изготовлены из плоских проводников и наносятся на поверхности двух параллельных плоскостей, взаимное перемещение которых L подлежит измерению. Эти плоскости расположены на расстоянии (0.1 ¸ 0.5) мм друг от друга, и при их перемещении это расстояние не изменяется. На рис.1 показана конфигурация обмоток и их взаимное расположение.

Рисунок 1

Обмотки периодические, период всех обмоток одинаковый, его значение зависит от максимального перемещения и требуемой точности измерений.

Обычно его выбирают в пределах от 1 мм до 10 мм. Сопротивление обмоток от 0.5 Ом до 10 Ом. В обмотку пропускается переменный ток силой (0.1 ¸ 0.5) А и частотой (10 ¸ 20) кГц. ЭДС, наводящаяся на вторичных обмотках и , равна (5 ¸ 20) мВ.

Из рисунка видно, что обмотка сдвинута относительно обмотки на расстояние, соответствующее углу p/2.

Сигналы ЭДС и , возникающие на вторичных обмотках, поступают на вход электронной схемы, представленной на рис. 2.

Обозначим сдвиг первичной обмотки относительно вторичных обмоток через X. Тогда коэффициент взаимной индуктивности между обмотками и зависит от их взаимного расположения и равен

Рисунок 2

Коэффициент взаимной индуктивности между обмотками и

Ток в первичной обмотке . При этом токе во вторичных обмотках индуцируются напряжения:

Фазовращатель сдвигает напряжение на p/2, а сумматор складывает его с напряжением . Если усилители 1 и 2 отрегулированы так, что амплитуды их напряжений на выходе одинаковы, то после их суммирования с точностью до постоянного коэффициента получим:

Воспользовавшись формулой для косинуса суммы двух углов, свернем правую часть:

Мы получили переменное напряжение с частотой w и с фазовым сдвигом относительно первичного тока, зависящем от перемещения X, то есть пространственный сдвиг преобразовался в электрический фазовый сдвиг. Зависимость фазового сдвига от перемещения периодическая, ее период равен . Это означает, что измерение больших перемещений с помощью линейного индуктосина сводится к счету периодов, на которые переместилась подвижная обмотка относительно неподвижной, и затем уточнение дополнительного сдвига внутри периода обмоток . Данная процедура эквивалентна измерению длины средством измерения, снабженным нониусом. В этом случае в качестве нониуса служит значение фазового сдвига.

В итоге на выходе получается пульсирующее напряжение, постоянная составляющая которого зависит от фазового сдвига между двумя входными напряжениями, то есть от перемещения подвижной обмотки относительно неподвижной внутри периода обмоток. Относительная точность такого измерения, конечно, при условии правильного счета периодов, весьма высока. Если, например, период обмоток равен 10 мм, то погрешность измерения смещения внутри него с точностью хотя бы 10% приводит к абсолютной погрешности измерения метрового перемещения, равной 1 мм, то есть 0.1%.Обычно точность измерения фазы гораздо выше, а величина периода обмоток может быть уменьшена. Поэтому подобные датчики позволяют достичь относительной погрешности в 0.01% и лучше. Существенный вклад в погрешность линейного индуктосина вносит различие между амплитудами напряжений и и отличие фазового сдвига, вносимого каждым из трех усилителей. Поэтому особенно тщательно нужно регулировать и стабилизировать коэффициенты усиления усилителей 1 и 2 и сдвиги по фазе, которые они вносят.

Наиболее эффективное применение такие датчики находят в станкостроении, в особенности, в станках больших размеров: токарных, фрезерных, строгальных.

Точно по такому же принципу действуют угловые индуктосины. В них обмотки наносятся на двух параллельных дисках, расположенных вблизи друг от друга. Один из них - неподвижный, другой вращается. На них расположены обмотки так же, как и в линейном индуктосине, но с учетом формы дисков - радиально. Угловые индуктосины позволяют измерять угол поворота с абсолютной погрешностью (3 - 10) угловых секунды.

Трансформаторный режим работы индуктосина

Схема, приведенная на рис.3, питается напряжением .

Рисунок 3

Ток, проходящий по проводникам линейки создаёт магнитные потоки, индуцирующие в проводниках головки ЭДС, амплитуды которых являются периодическими функциями положения Х с периодом g.

Подбор размеров проводников и величины зазора позволяет сделать ЭДС почти синусоидальными функциями положения Х с содержанием высших гармоник состоящих<10^-3. Тогда

Низкое значение , даже при повышенной частоте напряжения питания f_B до 20-30 кГц, объясняется значительными воздушными зазорами, т.е. индуктосин является воздушным трансформатором.

Фирмы-разработчики в Санкт-Петербург: ООО «Импульс», ООО «Компания «База Электроники», ООО "Перкунас".

Заключение

В работе были рассмотрены индуктосины, их конструкция и трансформаторный режим работы. Были приведены основные соотношения, а также принципиальные схемы конструкции и работы индуктосина.

К достоинствам индуктосинов следует отнести возможность печатного выполнения обмоток и вследствие этого возможность получения значительного передаточного отношения электрической редукции.

Были освещены фирмы-производители в Петербурге, которые по сей день продают индуктосины.

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 805; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!