Сельсины — это устройства, похожие на небольшие электродвигатели, но в отличие от последних не вращающиеся непрерывно при подаче на них электроэнергии. Эти устройства выполняют функцию преобразования, т. е. могут преобразовать информацию о положении в электрический сигнал, при помощи которого можно дистанционно воспроизвести идентичное механическое состояние. Таким образом, сельсины, или синхронные устройства, могут преобразовывать механическую величину в электрическую и наоборот.
Сельсины благодаря их передаточным характеристикам можно использовать для передачи данных путем преобразования информации о положении вала в электрические сигналы и передачи их по проводам. В месте приема при помощи этих сигналов другой вал устанавливается в положение, соответствующее положению первого вала. Это позволяет осуществлять синхронное вращение валов без механического соединения между яими. Следует, однако, иметь в виду, что сельсины не могут развивать большого вращающего момента. Поэтому в некоторых случаях вращающий момент на втором валу требуется усиливать с тем, чтобы он имел достаточную величину для преодоления нагрузки на валу. Используемые для этой цели устройства называют сервомеханизмами. В тех случаях, когда требуется дистанционно воспроизвести только показание какой-либо шкалы, усиливать вращающий момент вала не требуется.
Сельсины бывают трех основных типов. Сельсины, которые вырабатывают сигнал посредством изменения угла поворота, называют генератором или сельсин-датчиком. Сельсин, расположенный на .некотором расстоянии от первого и принимающий его сигналы, называют мотором или сельсин-приемником.
Если между генератором и мотором применяется промежуточный сельсин, то его называют дифференциальным сельсином. Схема и рабочие характеристики дифференциального сельсина .будут рассмотрены ниже.
Синхрогенераторы и моторы имеют по пять внешних выходов (рис. 13.11,а). Соединение генератора и мотора показано на рис. 13.11,6. Заметим, что символы мотора и генератора идентичны и соответствующие выводы, обозначенные через S, соединяются между собой. Питающее напряжение подводится к выводам обмотки ротора, обозначенным Ri и R2. Обмотка ротора эквивалентна первичной обмотке трансформатора. Три вторичные обмотки обозначены на рисунке символами 5Ь 52 и 53. Эти обмотки расположены в статоре и сдвинуты относительно друг друга на 120°. (Пространственный сдвиг обмоток не означает, что используется трехфазный ток; для питания здесь применяется однофазный ток.)
Если сельсин-датчик и сельсин-приемник соединить между собой, как показано на рис. 13.11., б, и вал сельсин-датчика установить в нулевое положение, то вал сельсин-приемника также займет это положение благодаря воздействию электрических сигналов, поступающих в сельсин-датчик. Заметим, что для соединения сельсин-датчика с сельсин-приемником требуются три провода. В нулевом положении осевой полюс обмотки ротора совмещен с осевым полюсом обмотки статора S2, как показано на рисунке. В этом положении имеет место трансформаторное действие, и напряжение 120 В, подаваемое на первичную обмотку (обмотку ротора), индуцирует на обмотке статора 52 напряжение 50 В. В этом положении напряжения, наводимые в обмотках Si и 53, будут меньше и равны 25 В. Далее между сельсин-датчиком и сельсин-приемником должно установиться равновесие напряжений. При этом ротор сельсин-приемника займет точно такое же положение, что и ротор сельсин-датчика. Следовательно, ось первичной обмотки сельсин-приемника совместится с осью обмотки 52 статора. В этом положении между сельсин-датчиком и сельсин-приемником ни по одному из трех проводов не будет протекать ток. Если вал сельсин-датчика изменит свое положение, то будет иметь место разбаланс напряжений между обмотками сельсин-датчика и сельсин-приемника, в результате чего ротор сельсин-приемника займет то же положение, что и ротор сельсин-датчика. При этом вновь установится равновесие напряжений. В течение времени, когда ротор сельсин-приемника движется в положение, соответствующее положению ротора сельсин-датчика, в соединительных проводах протекает ток. Когда же роторы сельсин-приемника и сельсин-датчика имеют одинаковое положение, протекание тока прекращается. Протекание тока и, следовательно, потребление энергии необходимо для создания вращающего момента, который восстанавливает ротор сельсин-приемника в положение, соответствующее положению ротора сельсин-датчика.
Рис. 13.11. Вид сельсина (с) и схема соединения сельсин-датчика и сельсин-приемника (б).