Selsine
Figura 1: Exemplu de selsin (diametrul: 3,8 cm).
Selsine
Selsinele sunt maşini electrice speciale de curent alternativ, folosite pentru transmiterea la distanţă a deplasărilor unghiulare ale unor axe, fără existenţa legăturilor mecanice.
Ele funcţionează ca un transformator variabil, având o înfăşurare trifazată şi una monofazată. Fiind maşini electrice, fiecare selsin conţine un stator şi un rotor. După funcţiile pe care le îndeplinesc întâlnim selsine transmiţătoare, receptoare, transformatoare sau diferenţiale.
Figura 2: Sistem de transmisie sincronă pentru indicarea poziţiei unui ax
Figura 2: Sistem de transmisie sincronă pentru indicarea poziţiei unui ax
În figura 2 este prezentat un sistem de transmitere sincronă a valorii unghiulare a unui ax. El este format dintr-un selsin transmiţător şi unul receptor. Ambele selsine au înfăşurarea trifazată pe stator şi înfăşurarea monofazată pe rotor. Statorul este format din trei înfăşurări legate în stea (Y) sau triunghi (Δ), dispuse la 120°. Înfăşurarea rotorică a fiecărui selsin este alimentată cu o tensiune de referinţă, numită şi tensiune de sprijin sau de excitaţie, URef (de obicei o tensiune alternativă de 110 V, cu frecvenţa de 50 Hz sau 400 Hz).
La alimentarea înfăşurărilor rotorice cu tensiunea de referinţă în înfăşurările statorice vor apărea tensiuni electromotoare. Când axele celor două selsine au aceeaşi poziţie unghiulară, tensiunile din înfăşurările trifazate ale celor două selsine sunt egale, iar curenţii prin înfăşurări vor fi nuli. La rotirea axului selsinului transmiţător tensiunile vor fi diferite; curenţii care vor circula prin conductoarele ce leagă cele două selsine vor determina rotirea rotorului selsinului receptor. Acesta se va roti până când va avea aceeaşi poziţie unghiulară cu rotorul selsinului transmiţător, iar tensiunile se vor egala din nou.
Circuitul simplu din figura 2 nu poate fi folosit decât pentru rotirea unor elemente cu rezistenţă mecanică redusă (de exemplu un ac indicator pentru afişarea unghiului de rotire al unui ax). Pentru rotirea unor elemente care necesită o forţă mai mare (exemplu: antene radar, tunuri, lansatoare de rachete) sunt folosite circuite precum cele din figura 3. Acestea folosesc pentru acţionare un servomotor, funcţionarea fiind similară cu a circuitului de mai sus.
Figura 3: Sistem de transmisie sincronă folosit în acţionări
Sistemul de transmisie sincronă din figura 3 este format dintr-un selsin transmiţător şi unul transformator. Rotind rotorul selsinului transmiţător se comandă poziţia pe care va fi rotit axul elementului acţionat de către servomotor. În acelaşi timp servomotorul roteşte şi axul selsinului transformator. Când poziţiile unghiulare ale celor două selsine diferă, selsinul transformator va furniza o tensiune de eroare, proporţională cu diferenţa poziţiilor unghiulare. Această tensiune de eroare este amplificată de către servoamplificator, devenind tensiune de comandă pentru servomotor. Ca urmare, servomotorul se va roti până la anularea tensiunii de eroare, adică până când poziţia elementului comandat coincide cu cea a rotorului selsinului transmiţător.
Pentru creşterea preciziei sistemelor de transmisie sincronă cu selsine se folosesc sisteme cu două viteze de rotire. Acestea sunt formate din două selsine transmiţătoare şi două selsine receptoare. Unul din selsinele transmiţătoare se va roti cu o viteză mai mare decât celălalt (de obicei de 36 sau de 25 de ori mai mare). Vor exista astfel două sisteme paralele de transmisie sincronă, numite canal aproximativ şi canal precis. Ca exemplu de creştere a preciziei, în cazul unui canal precis cu o viteză de 36 de ori mai mare decât a celui aproximativ, la fiecare rotire a selsinului transmiţător aproximativ selsinul transmiţător precis se roteşte cu un unghi de 10°.
Figura 4: Maşină sin-cos
Maşina sin-cos
Pentru alte aplicaţii, în care este necesară descompunerea mişcării de rotaţie în două componente, una în plan vertical iar cealaltă în plan orizontal, snt folosite maşinile sin-cos (numite şi „rezolvere”). Un exemplu de astfel de aplicaţie îl constituie realizarea desfăşurării radial-circulare cu bobine fixe pe indicatoarele de observare circulară IOC.
Din punct de vedere constructiv, maşinile sin-cos sunt similare cu selsinele. Ele sunt formate dintr-o înfăşurare monofazată rotorică şi două înfăşurări statorice. Cele două înfăşurări statorice sunt dispuse perpendicular una pe cealaltă. Înfăşurarea rotorică se alimentează cu o tensiune de referinţă. La ieşirile celor două înfăşurări statorice se vor obţine tensiuni proporţionale cu sinusul, respectiv cosinusul unghiului de rotire al rotorului.
Maşinile sin-cos erau folosite în calculatoarele analogice vechi, pentru calculul funcţiilor sinus şi cosinus.