Бесконтактных сельсинов

В настоящее время основной элементной базой для построения отдельных логических модулей, матричной логики (сборки логических и вспомогательных устройств, программируемых командоконтроллеров и т. п.) являются интегральные полупроводниковые микросхемы, имеющие очень малые габариты и очень высокую надежность. Наметилась тенденция к широкому использованию бесконтактных логических устройств взамен релейно-контактных даже в случае относительно простых схем и при небольшом числе срабатываний, что связано с экономическим преимуществом в области проектирования, производства и эксплуатации логических схем управления для металлорежущих и других промышленных механизмов.

Основные логические элементы и их релейные эквиваленты приведены на 10.24. Так как реле находятся лишь в двух положениях — включгно или выключено, что может соответствовать логическим понятиям «да» или «нет», то удобно состояния входных и выходных цепей реле описывать цифрами 1 и 0. Для контактных реле цифра 1 означает, что цепь замкнута, цифра 0 — цепь разомкнута. Аналогично для бесконтактных логических элементов наличие напряжения на входе или на выходе его принято обозначать 1, а его отсутствие — цифрой 0. Если контактное реле имеет размыкающий контакт и при этом катушка обесточена, то входной сигнал равен 0, контакт реле замкнут — сигнал на выходе равен 1. При подаче напряжения на катушку сигнал на входе равен 1, реле размыкает свой контакт — сигнал на выходе равен 0. Реле в данном случае реализует логическую операцию НЕ (отрицание, инверсия). Такой логический элемент обычно называется инвертором.

Логические функции могут быть записаны в виде алгебраических формул ( 10.24), над которыми по определенным правилам можно производить преобразования. На этом основан один из способов проектирования логических схем управления. Другим методом проектирования схем на бесконтактных логических элементах является перевод предварительно составленной релейно-контактной схемы в бесконтактный аналог путем замены сочетаний контакторов и катушек реле эквивалентными логическими элементами ( 10.24). Второй путь проще, если схема не очень сложна. Первый — обеспечивает прямое решение задачи посредством использования правил алгебры логики, дающих рациональные схемные решения с наименьшим числом бесконтактных аппаратов.

такой же результат может быть получен при использовании магнитных и сегне-тоэлектрических элементов. В элементах, выполненных на диодах, конденсаторах, трансформаторах, происходит затухание сигналов, и они называются пассивными. Рассмотрим некоторые примеры реализации бесконтактных логических элементов.

Для создания бесконтактных логических элементов могут быть использованы электронные процессы в вакууме, полупроводниках, магнитные процессы в ферромагнетиках и т. д.

Рассмотрим принципы действия некоторых типов бесконтактных логических устройств. На 17-20, а представлена схема ИЛИ, выполненная на диодных элементах. Управляющий сигнал на выходе появляется при поступлении сигнала или на один, или на два других входа. При поступлении на какой-либо из входов сигнала положительного знака соответствующий диод, включенный в проводящем направлении, пропускает этот сигнал и на нагрузочном резисторе R1 появляется положительный сигнал. Остальные диоды в схеме ИЛИ при этом выполняют роль разделительных — они отделяют выходную цепь от других входных цепей.

Все многообразие систем управления приводами ЭТУ включает в себя два больших класса систем, работающих по релейному или аналоговому принципу. Для систем, работающих по релейному принципу с использованием релейно-контакторной аппаратуры или бесконтактных логических элементов управления, характерны два фиксированных состояния — замкнуты или разомкнуты контакты аппаратов; возбуждены или невозбуждены катушки электромагнитов; имеется или отсутствует сигнал на выходе логического элемента.

Наиболее распространенным видом логических элементов являются электромагнитные реле. Однако их применение в ряде случаев затруднено или даже вообще невозможно вследствие недостатков, присущих контактной аппаратуре. Основной причиной замены механических контактных аппаратов бесконтактными является их низкая допустимая частота включений и низкая долговечность. Бесконтактные элементы более надежны в работе, менее чувствительны к влиянию окружающей среды, не требуют регулировки в процессе работы, срок их службы практически неограничен. Но эти преимущества еще не означают, что бесконтактные логические элементы могут заменить реле во всех случаях. В отличие от реле эти элементы не могут коммутировать электрические цепи с силовой нагрузкой, а также работать в цепях с плавно изменяющимися сигналами,, если их значение ниже сигналов срабытывания этих элемектов. Схемы на бесконтактных элементах содержат обычно в несколько раз больше элементов, чем аналогичные релейные, поэтому в ряде случаев применение бесконтактных элементов может только неоправданно усложнить схему. Это относится прежде всего к схемам с простой функциональной частью, где число контактов в схеме управления невелико, а количество входных сигналов ненамного превышает числе выходных. Обычно стоимость схем с логическими элементами выше вследствие большего их количества в схемах по сравнению с контактными аппаратами, использования сложных источников питания схем и специального контрольно-испытательного оборудования. Применение бесконтактных логических элементов целесообразно в схемах, когда количество входных сигналов в схеме в несколько раз превышает количество выходных.

Основными узлами в схемах автоматического управления привд-Дами с использованием бесконтактных логических элементов являются схемы памяти, задержек (выдержек времени), счета импульсов, контроля положения, а также схемы, обеспечивающие выполнение вспомогательных функций — блокировок, контроля цепей, сигнализации.

Для бесконтактных логических элементов Ап—Ю-j-lO3. При &п^Ю построение логических схем на бесконтактных элементах считается возможным. При АП^Ю такое построение вызывает затруднения. В этом случае полезный сигнал может уменьшиться, а сигнал помехи увеличиться до такой степени, что станет невозможным отличить их друг от друга. Такое сближение значений сигналов может произойти за счет отклонений параметров элемента от расчетных при его изготовлении, в процессе эксплуатации, при работе в широком температурном диапазоне и при колебаниях питающих напряжений.

В настоящее время промышленностью выпускается серия бесконтактных логических и функциональных транзисторных элементов типа Т, широко применяемых и в устройствах защиты и автоматики. На 9.31 приведена схема входящего в эту серию элемента типа Т-101, в котором конструктивно объединены два унифицированных логических элемента ИЛИ—НЕ, выполненных по схеме диодно-триодного инвертора. Для питания элементов

На базе бесконтактных сельсинов БД-404А выпускаются сельсинные командоаппараты ручного управления типов СКАР и СКАЗ ( 5.11), являющиеся задатчиками напряжения. При

На базе бесконтактных сельсинов БД-404 А выпускаются сельсинные командоаппараты ручного управления типов СКАР и СКАЗ, являющиеся задатчиками напряжения. При повороте рукоятки командоаппарата ротор сельсина поворачивается на соответствующий угол. На выходе сельсина, работающего в режиме поворотного трансформатора, появляется переменное напряжение, фаза которого зависит от направления поворота рукоятки, а амплитуда прямо пропорциональна синусу угла поворота ротора сельсина.

Цель работы. Ознакомление с конструкцией и основными характеристиками однофазных бесконтактных сельсинов при работе в индикаторном и трансформаторном режимах.

расположены на статоре сельсина и выполнены неподвижными. Магнитная связь обмоток возбуждения и синхронизации осуществляется через магнитопровод подвижного ротора 3, полюса которого разделены немагнитной прокладкой 4. Благодаря такой конструкции ротора положение оси потока возбуждения относительно обмоток синхронизации при повороте ротора изменяется так же. как и в контактных сельсинах, так как принцип действия обоих типов сельсинов один и тот же. Несмотря на большую сложность конструкции бесконтактных сельсинов, отсутствие в них скользящих контактов позволяет значительно увеличить надежность работы и стабильность их характеристик.

Недостатком бесконтактных сельсинов является худшее использование материалов, чем в контактных сельсинах, из-за больших потоков рассеяния и увеличенного тока холостого хода. При одинаковом удельном синхронизирующем моменте масса бесконтактного сельсина примерно в 1,5 раза больше, чем контактного.

8.4. Устройство бесконтактных сельсинов:

В ряде случаев целесообразным является применение так называемых бесконтактных сельсинов, имеющих неподвижными как первичную, так и вторичную обмотки, и снабженных ротором в виде магнитопровода особой формы (разработаны А. Г. Иосифьяном и Д. В. Свечарником). Принцип работы бесконтактных сельсинов такой же, как и обычных однофазных сельсинов.

9.11. Устройство бесконтактных сельсинов:

Недостатком бесконтактных сельсинов является худшее использование материалов, чем в контактных сельсинах (из-за больших потоков рассеяния и увеличенного тока холостого хода). При одинаковом удельном синхронизирующем моменте масса бесконтактного сельсина примерно в 1,5 раза больше, чем контактного.

В некоторых однофазных индикаторных системах синхронной передачи угла на небольшие расстояния при очень малых мощностях применяют специальный тип бесконтактных сельсинов, получивших название магнесинов. На 39.11 представлена схема однофазной системы синхронной передачи с магнесинами. Магнесин имеет статор в виде тороида, набранного из пермаллоевых колец и обвитого спиральной обмоткой, и цилиндрический ротор в виде постоянного магнита. Спиральная обмотка статора является разомкнутой. Она служит в магнесинах одновременно и первичной и вторичной цепью. Своими концами эта обмотка присоединяется к однофазному источнику питания, а двумя отводами А\ и Bi под углом 120° по отношению друг

Отсутствие скользящих контактов значительно увеличивает надежность работы и стабильность характеристик бесконтактных сельсинов по сравнению с контактными.