Индукционного регулятора

На 10.9, а показана схема дифференциального индукционного преобразователя с переменным воздушным зазором. Особенность его состоит в том, что одинаковые секции первичной обмотки NI включены согласно, а вторичной NZ— встречно. При симметричном расположении подвижного якоря относительно электромагнитов и при переменном напряжении U\ на зажимах первичной обмотки вторичное напряжение равно нулю (t/2 = 0, сигнала нет). Если якорь получит некоторое смещение, на выходе преобразователя возникает сигнал.

Схемы индукционного преобразователя с переменной площадью полюсов показаны на 10.9, б, с поворотной катушкой — на 10.9, в. Индукционные преобразователи такого типа, как и индуктивные, чаще всего используют в сочетании с равновесными и неравновесными мостовыми схемами, а также компенсационной схемой, для измерения перемещений и других неэлектрических величин (усилие, момент, давление, угол поворота и т. д.), действием которых можно изменять длину воздушного зазора или положение поворота якоря, вторичной обмотки.

16.12. Устройство индукционного преобразователя.

Разновидностью индукционного преобразователя является потен-циалометрическая катушка, служащая для преобразования разности магнитных потенциалов двух точек исследуемого пространства. Такая катушка ( 16.2) представляет собой плоскую катушку / на гибком 2 или жестком 3 каркасе одинакового сечения с равномерно намотанной обмоткой. Число слоев и витков четное, чтобы начало и конец обмотки размещались в одной точке посредине каркаса.

Вторичными преобразователями инерциальных систем могут быть тензорезисторы, наклеенные на упругий элемент системы, реостатный преобразователь, движок которого соединен с колеблющейся массой, индукционный преобразователь. В последнем случае измерительная катушка служит одновременно инерционной массой и преобразователем. При ее движении в поле неподвижного постоянного магнита, являющегося составной частью индукционного преобразователя, наводимая в катушке э. д. с. пропорциональна скорости вибраций. Действительно,

Примером использования индукционного преобразователя для измерений параметров вибраций является прибор типа ВКД-2 (виброметр контактный дистанционный), предназначенный для исследования вибросостояния турбогенераторов и других энергетических установок в условиях их эксплуатации.

Погрешности индукционного преобразователя вызываются изменением его геометрических размеров, индукции постоянного магнита и удельного сопротивления диска. Для уменьшения температурной погрешности индукционного преобразователя желательно выбрать такой материал диска, чтобы температурная погрешность его сопротивления корректировала температурную погрешность магнита.

При малых расходах основной составляющей момента сопротивления становится тормозной момент индукционного преобразователя. Его можно до предела уменьшить, если для устранения по-терь на вихревые токи трубу изготовить из изоляционного материала (стекла или плексигласа), катушку преобразователя выполнить без сердечника, а для уменьшения потребления энергии измерительной цепью использовать ламповый усилитель. Можно применить вместо индукционного преобразователя ионизационный или фотоэлектрический.

Примером универсального виброизмерительного прибора с применением корректирующих фильтров может служить описанный в работе [Л. 72] широкодиапазонный прибор, конструкция датчика которого приведена на 30-9. В зазоре между полюсным наконечником /, напрессованным на постоянный магнит, и внешним магнитопроводом 2 помещена рабочая катушка 3 индукционного преобразователя, намотанная на дюралюминиевый каркас 4. В качестве упругих элементов используются плоские П-образные пружины 5. Винтами б и 7 пружины прикреплены одним концом к рабочей катушке, а другим к корректирующей 8. Последняя служит для коррекции погрешностей, обусловленных внешними магнитными полями, и включается встречно с рабочей катушкой

Разновидностью индукционного преобразователя является потен-циалометрическая катушка, служащая для преобразования разности магнитных потенциалов двух точек исследуемого пространства. Такая катушка ( 16.2) представляет собой плоскую катушку 1 на гибком 2 или жестком 3 каркасе одинакового сечения с равномерно намотанной обмоткой. Число слоев и витков четное, чтобы начало и конец обмотки размещались в одной точке посредине каркаса.

Вторичными преобразователями инерциальных систем могут быть тензорезисторы, наклеенные на упругий элемент системы, реостатный преобразователь, движок которого соединен с колеблющейся массой, индукционный преобразователь. В последнем случае измерительная катушка служит одновременно инерционной массой и преобразователем. При ее движении в поле неподвижного постоянного магнита, являющегося составной частью индукционного преобразователя, наводимая в катушке э. д. с. пропорциональна скорости вибраций. Действительно,

Схема замещения такого индукционного регулятора (называемого также поворотным автотрансформатором) показана на 14.39. Обмотки статора и ротора во всех трех фазах соединены между собой последовательно, а на выводы обмотки ротора подано напряжение ?/вх питающей сети. Сопоставив эту схему индукционного регулятора со схемой трехфазного автотрансформатора, легко убедиться в их принципиальной тождественности. Обмотка ротора служит первичной обмоткой автотрансформатора, а три свободных вывода обмотки статора являются вторичными выходными выводами устройства. Но в автотрансформаторе отношение первичного и вторичного напряжений постоянно и определяется отношением чисел витков обмоток, а

Фазное напряжение на вторичной стороне индукционного регулятора равно сумме напряжения статора и ротора:

Фазное напряжение ротора равно фазному напряжению сети U = = U. , а обмотка статора индукционного регулятора обычно имеет число витков, равное числу витков фазной обмотки ротора, поэтому U = ~ U ~ U.. Следовательно, пределы регулирования вторичного напряжения индукционного регулятора, т. е. напряжения между выводами обмотки статора ?/ ,~ = \/3Z/2, составляют от 0 до 2?/ =2?/ —двои-

По сравнению с трансформатором КПД индукционного регулятора значительно ниже из-за наличия воздушного зазора в магнитной цепи. По сравнению с двигателем в индукционном регуляторе кроме потерь в сердечнике статора имеют место значительные потери в сердечнике ротора. Условия охлаждения в регуляторе существенно хуже, чем в двигателе, из-за отсутствия вращения. Для улучшения теплоотдачи индукционных регуляторов средней и большой мощности применяют масляное охлаждение.

Следующий метод регулирования основан на использовании индукционного регулятора ( 5-8, г). Простейшим индукционным регулятором может служить заторможенный асинхронный двигатель с фазным ротором, устроенный таким образом, чтобы ротор можно было плавно поворачивать на 180°. К трехфазной сети присоединяются три фазные обмотки либо ротора, либо статора, создающие вращающееся магнитное поле. Если к сети присоединен ротор, то в каждой фазной обмотке статора благодаря вращающемуся магнитному полю индуктируется переменное напряжение. При повороте ротора амплитуда этого напряжения остается одной и той же, а фаза будет изменяться. Первичная обмотка испытательного трансформатора присоединяется к сети последовательно с одной из указанных выше фазных обмоток. Вследствие этого к трансформатору прикладывается геометрическая сумма напряжения сети (/! и напряжения фазной обмотки U2. В зависимости от положения ротора сдвиг фаз между напряжениями t/, и t/2 имеет различное значение. Таким образом, напряжение на первичной обмотке трансформатора UT при повороте ротора будет плавно изменяться от минимума (Uх —1/2) до максимума ((/!+ и»). Индукционные регуляторы обеспечивают плавное регулирование напряжения, но вызывают искажение кривой напряжения.

В последнее время получили распространение приводные регуляторы напряжения, в которых передвижение щетки автотрансформатора или поворот ротора индукционного регулятора производятся при помощи электродвигателя с редуктором; повышение напряжения осуществляется с заданной скоростью.

Схема замещения такого индукционного регулятора (называемого также поворотным автотрансформатором) показана на 14.39. Обмотки статора и ротора во всех трех фазах соединены между собой последовательно, а на выводы обмотки ротора подано напряжение (/вх питающей сети. Сопоставив эту схему индукционного регулятора со схемой трехфазного автотрансформатора, легко убедиться в их принципиальной тождественности. Обмотка ротора служит первичной обмоткой автотрансформатора, а три свободных вывода обмотки статора являются вторичными выходными выводами устройства. Но в автотрансформаторе отношение первичного и вторичного напряжений постоянно и определяется отношением чисел витков обмоток, а в индукционном регуляторе отношение напряжений U /U зави-

Фазное напряжение на вторичной стороне индукционного регулятора равно сумме напряжения статора и ротора :

Фазное напряжение ротора равно фазному напряжению сети U -= U., а обмотка статора индукционного регулятора обычно имеет число витков, равное числу витков фазной обмотки ротора, поэтому U -~ U - U.. Следовательно, пределы регулирования вторичного напряжения индукционного регулятора, т. е. напряжения между выводами обмотки статора U,.,., = >/3 Ut, составляют от 0 до 2?/ =2{/ - двои-

По сравнению с трансформатором КПД индукционного регулятора значительно ниже из-за наличия воздушного зазора в магнитной цепи. По сравнению с двигателем в индукционном регуляторе кроме потерь в сердечнике статора имеют место значительные потери в сердечнике ротора. Условия охлаждения в регуляторе существенно хуже, чем в двигателе, из-за отсутствия вращения. Для улучшения теплоотдачи индукционных регуляторов средней и большой мощности применяют масляное охлаждение.

Схема замещения такого индукционного регулятора (называемого также поворотным автотрансформатором) показана на 14.39. Обмотки статора и ротора во всех трех фазах соединены между собой последовательно, а на выводы обмотки ротора подано напряжение U питающей сети. Сопоставив эту схему индукционного регулятора со схемой трехфазного автотрансформатора, легко убедиться в их принципиальной тождественности. Обмотка ротора служит первичной обмоткой автотрансформатора, а три свободных вывода обмотки статора являются вторичными выходными выводами устройства. Но в автотрансформаторе отношение первичного и вторичного напряжений постоянно и определяется отношением чисел витков обмоток, а в индукционном регуляторе отношение напряжений U /U зави-