Экологичные технологии
Навигация
Библиотека
Скачать Книги
Поиск по сайту

Главная > Справочник по эл.машинам том 2 > 17.1. Фазовращатели индукционные

17.1. Фазовращатели индукционные

РАЗДЕЛ 17 ФАЗОВРАЩАТЕЛИ И ДАТЧИКИ УГЛА

17.1. Фазовращатели индукционные

17.1.1. Классификация и основные показатели

Фазовращатели (ФВ) предназначены для преобразования информации об угловом положении вала в сдвиг фазы выходного напряжения.

Фазовращатель представляет собой самостоятельный вид электрической машины. Однако традиционно для указанной цели используются также ВТ, сельсины и индукто-сины.

По конструктивному исполнению ФВ аналогичны ВТ и представляют собой электрические машины неявнополюсного типа, на статоре и роторе которых обычно располагаются по две взаимноперпендику-лярные обмотки. Имеется также ряд типов трехобмоточных ФВ, а также ФВ совмещенной конструкции, с грубым и точным отсчетом на одном магнитопроводе.

Бесконтактные ФВ выполняются с одним или двумя кольцевыми трансформаторами.

Имеются двухфазные ФВ с вращающимся магнитным полем и однофазные ФВ с пульсирующим магнитным полем.

Далее приводятся значения точностных показателей для конкретных типов ФВ, построенных на основе одинарного RC-контура. С целью повышения точности ФВ применяют двойные и мостовые фазосдви-гающие ЛС-конгуры, что позволяет уменьшить погрешности однофазных ФВ в 2 —3 раза. Повышению точности однофазных ФВ способствует также включение между машиной и фазосдвигающим контуром развязы-

Таблица 17.1. Номинальные и рабочие частоты напряжения возбуждения ФВ

г

./НОМ'

Диапазон

рабочих

/НОМ'

Диапазон

рабочих

кГц

частот, кГц

кГц

частот, кГц

0,05

0,04-0,1

150

100-400

0,4

0,1-0,4

800

400-1000

1

0,4-1

1350

1000-4000

2

1-4

8000

4000-10000

4

4-10

25000

10000-40000

10

10-40

80000

40000-120000

80

40-100

вающих усилителей. Уменьшить погрешности от неточности выполнения двухфазного источника питания удается путем двойного преобразования, т. е. выполнения так называемого ФВ с фильтром обратной последовательности, при этом к выходным обмоткам двухфазного ФВ подключают фазо-сдвигающий контур. При использовании ФВ в качестве датчиков преобразователей угол — фаза — код применяют и другие схемно-технические решения, направленные на повышение точности измерения угла.

Точностные возможности ФВ оцениваются фазовой погрешностью с учетом изменения температуры окружающей среды и напряжения возбуждения.

Фазовая погрешность определяется как полусумма абсолютных значений наибольших положительной и отрицательной погрешностей, представляющих собой разность между yi лом изменения фазы выходной ЭДС и углом поворота ротора в пределах одного оборота.

В зависимости от фазовой погрешности ФВ имеют следующие классы точности: 0,1'; 0,2'; 0,3'; 0,5'; Г; 2'; 3'; 5'; 10'; 20'; 30'; 60'; 120'; 300'; 600'. Классы точности 120', 300' и 600' устанавливаются только для ФВ с частотой напряжения возбуждения 400 кГц и выше.

Фазовращатели работают в широком диапазоне частот напряжения возбуждения, при этом номинальная частота питания и диапазон рабочих частот взаимосвязаны (табл. 17.1).

Номинальные коэффициенты трансформации ФВ в диапазонах рабочих частот, указанных в табл. 17.1, соответствуют ряду: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1.

17.1.2. Бесконтактные двухполюсные фазовращатели серии БИФ

Фазовращатели серии БИФ предназначены для работы как в режиме фазовращателя, так и в режиме СКВТ и трансформаторной дистанционной передачи. Фазовращатели серии БИФ представляют собой трехобмоточную машину. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — 1, 2; синусной (выходной) — 3, 5 и косинусной (выходной) — 4, 6.

При построении ФВ с двухфазным питанием напряжение возбуждения подается на обмотки 3, 5 и 4, 6. При этом напряжение возбуждения должно быть не более 27 В при номинальных частотах. Выходная обмотка в этом случае будет 1, 2. Крепление ФВ — фланцевое с упорным буртиком. Режим работы — продолжительный.

Электрическая схема однофазного ФВ показана на рис. 17.1, а, габаритные и

Таблица 17.2. Параметры фазосдвигающего контура

part7-1.jpg

Рис. 17.1. Электрические схемы ФВ: а — однофазный серии БИФ, 6 —БИФ-019; БИФ-0,25-1[ в режиме вариометра

part7-2.jpgpart7-3.jpg

Рис. 17.2. Габаритные и установочные размеры ФВ серии БИФ, БИФ-019, БИФ-0,25-И

установочные размеры — на рис. 17.2, параметры фазосдвигающего контура и основные технические данные ФВ серии БИФ — в табл. 17.2, 17.3.

Технические данные, общие для ФВ серии БИФ

Коэффициент несинусоидальности формы ■ напряжения возбуждения, %....... 2

Фазовая погрешность однофазного фазовращателя с одинарным ЛС-контуром, угл. мин:

класс 1........ +15

класс 2........ ±30

класс 3........ +60

Потребляемый гок при номинальной частоте напряжения возбуждения, А:

БИФ-112....... 0,08

остальных типов .... 0,1

Погрешность отображения синусной зависимости БИФ-112 на частоте 500 Гц при возбуждении напряжением 12 В, %..........±0,02-г 0,1

Погрешность следования в трансформаторной дистанционной передаче произвольно выбранных пар однотипных БИФ при номинальных частотах напряжения возбуждения, угл. мин........± 3 -г 25

Момент статического трения,

10~4Н-м........ 5

Частота вращения вала, об/мин 150

Максимально допустимая частота вращения вала, об/мин:

БИФ-112....... 4500

остальных типов .... 6000

Масса, кг........ 0,25

Условия эксплуатации ФВ серии БИФ

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц . . . До 2000

ускорение, м/с2..... 150

Ударные нагрузки, м/с2 . . . 1500 Температура окружающей среды. °С......... -60^-85

Относительная влажность воздуха при температуре 35 °С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . . 5000

Таблица 17.3. Технические данные ФВ серии

БИФ

Показатель

Тип

ФВ

БИФ-112

БИФ-114

БИФ-116

БИФ-118

Напряжение возбуждения, В

40

40

40

40

Диапазон рабочих напряжений возбуждения, В

1-40

1-40

1-40

1-40

Частота напряжения возбуждения, кГц

2

4

20

80

Диапазон рабочих частот напряжения возбуждения, кГц

1,5-5

4-25

20-80

40-120

Коэффициент трансформации

0,36

0,36

0,34

0,34

Изменение фазовой погрешности при изменении температуры окружающей среды, угл. мин

30

22

15

15

part7-4.jpg

17.1.3. Бесконтактные двухполюсные фазовращатели БИФ-019

Фазовращатель типа БИФ-019 представляет собой трехобмоточную машину. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — 1, 2; синусной (выходной) — 3, 5 и косинусной (выходной) — 4, 5. Концы выходных обмоток соединены и выведены на общую клемму 5. Крепление ФВ — фланцевое с упорным буртиком. Режим работы — продолжительный.

Электрическая схема однофазного ФВ типа БИФ-019 показана на рис. 17.1,6, габаритные и установочные размеры — на рис. 17.2.

Таблица 17.4. Параметры фазосдвигающего контура ФВ типа БИФ-019

Частота

Сопро-

р..

Добавоч-

Полное

напряжения

тивле-

ЕМ-

ное сопро-

входное

возбужде-

ние

КОСТЬ

/~" Tlffl

тивление

сопротив-

ния, кГц

Rh Ом

С, Пф

Л2, Ом

ление, Ом

80

3710

470

133

85

100

3480

390

215

107

150

2730

300

422

160

200

1930

270

628

213

250

1680

220

833

267

300

1520

180

1041

320

350

1400

150

1246

373

Технические данные ФВ типа БИФ-019

Напряжение возбуждения, В . . 15

Диапазон рабочих напряжений возбуждения, В...... 1 — 15

Частота напряжения возбуждения, кГц........ 150

Диапазон рабочих частот напряжения возбуждения, кГц 80 — 350

Коэффициент трансформации 0,79

Коэффициент несинусоидальности формы напряжения возбуждения, %....... 2

Фазовая погрешность, угл. мин + 30

Изменение фазовой погрешности при изменении температуры окружающей среды и при изменении напряжения возбуждения, угл. мин .... 15

Момент статического трения,

Н-м.......... 0,0005

Частота вращения вала, об/мин 150

Примечание. Сопротивление нагрузки

должно превышать удвоенное сопротивление фазо-

сдвигающего контура.

Условия эксплуатации ФВ типа БИФ-019

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ... До 2000

ускорение, м/с2..... 150

Ударные нагрузки, м/с2 . . . 1500 Температура окружающей среды, °С ......... -60+ +85

Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . 5000

17.1.4. Бесконтактные двухполюсные фазовращатели БИФ-025-Н

Фазовращатель БИФ-025-П предназначен для работы как в режиме ФВ, так и в режиме вариометра (прибора для плавного изменения индуктивности).

Фазовращатель БИФ-025-П представляет собой трехобмоточную машину. Обозначение выводов обмоток: возбуждения — 1,2; синусной (выходной) — 3, 4 и косинусной (выходной) — 5, 6.

Электрическая схема однофазного ФВ приведена на рис. 17.1, а с учетом поправки на электрическую схему этой машины. Параметры фазосдвигающего контура для частоты напряжения возбуждения 1500 кГц следующие: R{ = 1,5 кОм; С= 68 пФ. Сопротивление фазосдвигающего контура, Ом, при работе ФВ в диапазоне рабочих частот напряжения возбуждения определяется по формуле

1

где С — емкость фазосдвигающего контура, пФ; fH0M — номинальная частота, кГц; / — частота, на которой работает ФВ, кГц.

Электрическая схема включения БИФ-025-П в режиме вариометра представлена на рис. 17.1, в.

Крепление ФВ — фланцевое с упорным буртиком. Режим работы — продолжительный. Габаритные и установочные размеры даны на рис. 17.2.

Технические данные БИФ-025-П

Напряжение возбуждения, В . . 2

Диапазон рабочих напряжений возбуждения, В......0,01—5

Частота напряжения возбуждения, кГц........ 1500

Диапазон рабочих частот напряжения возбуждения, кГц . .400 — 3000

part7-5.jpg

Коэффициент трансформации 0,5 Фазовая погрешность, угл. мин, для классов:

1.......... ±30

2.......... ±60

Индуктивность обмотки возбуждения, мкГн....... 15

Фазовая погрешность при изменении температуры окружающей среды, угл. мин ... ±60 Изменение коэффициента трансформации при изменении частоты напряжения возбуждения, %......... 15

Параметры БИФ-025-П в режиме вариометра: индуктивность, мкГн: максимальная .... 45

минимальная..... 10

температурный коэффициент индуктивности, 1/&С . . 1,5 ■ 10~4 емкость обмоток относительно корпуса, пф ... 35 Момент статического трения,

Нм......... 0,0005

Частота вращения вала, об/мин 150 Масса, кг........ 0,1

Условия эксплуатации ФВ типа БИФ-025-П

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ... До 2000

ускорение, м/с2..... 150

Ударные нагрузки, м/с2 . . . 1500 Температура окружающей среды, °С ......... -60ч- +85

Относительная влажность воздуха при температуре 35 °С 98 Гарантийная наработка, ч . . . 10000

17.1.5. Двухотсчетные бескорпусные фазовращатели серии ИФМ

Фазовращатели этой серии представляют собой трехобмоточную машину, а ФВ типа ИФМ-2С — четырехобмоточную машину. Электрические схемы ФВ показаны на рис. 17.3. Обозначение выводов обмоток: возбуждения точного отсчета (ТО) — Cl, С2; возбуждения грубого отсчета (ГО) — С5, Сб; возбуждения ТО ИФМ-2С — PI, Р2; возбуждения ГО ИФМ-2С - Р5, Р6; квадратурной ТО — СЗ, С4; квадратурной ГО — С7, С8; квадратурной ТО ИФМ-2С-РЗ, Р4; квадратурной ГО ИФМ-2С - Р7,

Рис. 17.3. Электрические схемы ФВ серии

ИФМ: а-типа ИФМ-2С; б - типов ИФМ-ЗС, ИФМ-4С

Р8; выходной ТО — Р1, Р2\ выходной ГО — РЗ, Р4\ первой выходной ТО ИФМ-2С — Cl, C2; первой выходной ГО - ИФМ-2С -С5, С6; второй выходной ТО ИФМ-2С -СЗ, С4 и второй выходной ГО ИФМ-2С -С7, С8.

Грубый и точный отсчеты ФВ выполнены на общем магнитопроводе (совмещены), имеют по две входные обмотки и предназначены для работы в режиме вращающегося магнитного поля, при этом на ФВ подаются два равных ортогональных напряжения. Режим работы — продолжительный.

Значения фазовой погрешности ТО и ГО приведены в табл. 17.5.

Технические данные ФВ серии ИФМ

Напряжение возбуждения, В . . 8,5 Диапазон рабочих напряжений возбуждения, В........ 5 — 15

Частота напряжения возбуждения,

кГц........... 1,8

Диапазон рабочих частот напряжения возбуждения, кГц .... 1—2 Коэффициент трансформации . . 0,59 Потребляемый ток, мА:

ТО.......... 55

ГО ИФМ-2С....... 8

ГО остальных типов .... 5 Коэффициент электрической редукции ТО:

ИФМ-2С........ 8

ИФМ-ЗС........ 16

ИФМ-4С........ 32

Сопротивление нагрузки, кОм . . 5,1

part7-6.jpg

Изменение фазовой погрешности после воздействия внешних факторов, угл. мин:

ТО..........0,5

ГО..........10,0

Условия эксплуатации ФВ серии ИФМ

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц . . . До 3000 ускорение, м/с2..... 150

Ударные нагрузки, м/с2 . . . 750

Температура окружающей среды, "С.........-60 + +100

Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98

Гарантийная наработка, ч:

ИФМ-2С....... 10000

остальных типов .... 25000

Таблица 17.5. Фазовая погрешность ТО и ГО

Фазовая

погреш-

Фазовая

Тип df)R

Класс

ность угл.

ТО,

мин

погрешность ГО,

ТОЧНОСТИ

ГО

ГО

угл. мин

отклю-

вклю-

(ТО

чен

чен

включен)

ИФМ-2С

__

+ 3,5

±4

±60

ИФМ-ЗС

1

±0.75

+ 1

±60

2

+ 1,5

+ 2

±60

ИФМ-4С

1

±0,5

±0,75

+ 60

2

±0,75

+ 1

+ 60

Таблица 17.6. Габаритные и установочные размеры, мм, и масса ФВ серии ИФМ

Тип ФВ

di

'зз

/зо

hi

hi

Масса, кг

ИФМ-2С

70

38

26,1

22

13,4

5

0,17

ИФМ-ЗС

80

30

22

20,3

15

10

0,30

ИФМ-4С

105

47

32

30

25

20

0,70

Габаритные и установочные размеры и масса ФВ серии ИФМ приведены в табл. 17.6.