Интегрирующий привод переменного тока

 

Изобретение относится к области нелинейных степенных преобразователей , может найти широкое применение в моделирующих установках, расходомерах, счетчиках количества, измерителях скорости движения и пройденного расстояния, построеиньк на основе использования датчиков давления . Целью изобретения является расширение области устойчивости интегрирующего привода с четным числом тахогенераторов обратной связи. Она достигается за счет переключения обратной связи привода. Привод содержит последовательно соединенные источник входного сигнала, усилитель и электродвигатель, на валу которого установлены два тахогенератора. Первый из тахогенераторов имеет независимое возбуждение и его выход соединен с обмоткой возбуждения второго тахогенератора. Кроме того, выходные сигналы обоих тахогенераторов подключены к информационным входам коммутатора, выходной сигнал коммутатора соединен с вторым входом усилителя. Поставленная цель достигается тем, чтов процессе работы привода сравниваются входной сигнал привода и выходной сигнал первого тахогенератора и в зависимости от результатов сравнения коммутатор подключает к второму входу усилителя либо выход первого интегратора, либо выход второго интегратора. I ил. § 0 го со со О5 00 со INJ

СОЮЗ СОВЕТСНИа

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1239683 д!! < G 05 В 11/О!

Kk fhOyl q <

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Тс".

ЕЫю -"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 949631 (21) 3704282/24-24 .(22) 09.01.84 (46) 23.06.86. Бюл. ¹ 23 (72) P.-Л. Воскобойников, С.А.-Д. Ома-. ров и С.В. Угаров (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 949631, кл. G 05 В 1!/01, !980. (54) ИНТЕГРИРУЯ)Ц1ИЙ ПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к области нелинейных степенных преобразователей, может найти широкое применение в моделирующих установках, расходомерах, счетчиках количества, измерителях скорости движения и пройденного расстояния, построенных на основе использования датчиков давления. Целью изобретения является расширение области устойчивости интегрирующего привода с четным числом тахогенераторов обратной связи. Она достигается за счет переключения обратной связи привода. Привод содержит последовательно соединенные источник входного сигнала, усилитель н электродвигатель, на валу которого установлены два тахогенератора. Первый из тахогенераторов имеет независимое возбуждение и его выход соединен с обмоткой возбуждения второго тахогенератора. Кроме того, выходные сигналы обоих тахогенераторов подключены к информационным входам коммутатора, выходной сигнал коммутатора соединен с вторым входом усилителя. Поставленная цель достигается тем, что в процессе работы привода сравниваются входной сигнал привода и выходной сигнал первого тахогенератора и в зависимости от результатов сравнения коммутатор подключает к второму входу усилителя либо выход первого интегратора, либо выход второго интегратора. ил.

1239683

Нзобрете гне отнес»тся к области нелинейных степенных преобразователей и может найти широкое применение в мопепиру»»»ших установках, рясходомерях, счетчиках, измерителях скорости движения и пройденного расстояния, построенных на основе использования датчиков давления, и является усовершенствованием известного интегрирующего привода переменного тока по авт.св. N 949631 при числе тахогенераторов, равном двум.

Цель изобретения — расширение области устойчивости (интегрирующего)

I привода с четным числом тахогенераторов обратной связи.

На чертеже представлена принципиальная схема привода.

Схема содержит источник 1 входного сигнала, усилитель 2 привода, двигатель 3 с обмотками управления 4 и возбуждения 5, первый тахогенератор 6 с первой 7 и второй 8 обмотками возбуждения, генераторной обмоткой 9 и ротором 10, второй тахогене— рятор 11 с первой 12 и второй 13 обмотками возбуждения, генераторной обмоткой !4 и ротором 15, источник

16 питания, первый 17 и второй 18 сумматоры, первый 19, второй 20, третий 21 и четвертый 22 усилители, первый 23 и второй 24 фильтры низких частот, первый 25 и второй 26 син— ,хронные детекторы, первый 27 и второй 28 блоки масштабирования, источник. 29 постоянного напряжения, первый 30 и второй 31 компараторы, источник 32 переменного напряжения, тре тий бгюк 33 масштабирования, элемент

ИЛИ 34, переключатель 35 (U „ — входное напряжение привода, Д вЂ” скорости вращения выходного вяла привода, — выходное напряжение i-ro блока)

Привод работает следуюшим образом.

Входные напряжения U „привода с выхода источника 1 входного сигнала поступает на вход третьего усилителя 21, который функционально является развязывающим усилителем, и на первый вход усилителя 2 привода. С выхода последнего напряжение поступает на обмотку 4 управления двигателя 3, скорость вращения которого изменяется до тех пор пока напряжение 11 с выходя второго тяхогенератон ра 11 не станет равным входному напряжению 11 х . Напряжение U на выходе первого тяхоген».ряторя 6 при постоянном и максимальном напряжении возбуждения равно где U — няпряжение возбуждения;

Кб-коэффициент передачи первого тахогенераторя 6.

Выходное напряжение 13 тахогенераторя 6 поступает ня электрический вход второго тахогенерятора 11 в качестве напряжения возбужения, Кроме того, напряжение U с выхода первого

1-"> тахогенератора 6 поступает ня входы третьего блока 33 масштабирования и четвертого усилителя 22, который функционально является развязывающим усилителем.

L.

Учить»вая, что в предлагаемом при воде второй тахогенератор 11 работает при изменяющемся напряжении возбуждения, выходное напряжение U тяхогенератора 11 имеет вид

25 »» - -: - », — 1-1/3 К6 К»» (2) где К», — коэффициент передачи второго тязогенераторя 11. Если первый

6 и второй 11 тахогенератор одинаковы, т. е, К =К „=Y, то напряжение на выходе второго тахогенератора 11 имеет вид г

», — 1 Г (3)

В прецезионном интегрирующем приводе обеспечивается равенство вх я (4),4О и следовательно в нем из (3) и (4) получаем

»» (5) Откуда получаем выражение, связываю » щее скорость вращения выходного вала

Л с входным напряжением (6)

50 Так как в прецезионных интегрирующих приводах 1 =К »» П» где 6 — изЬх» & меряемый (отрабатывяемый) параметр, например, угол поворота, перемещение давление и т.tt. К, — коэффициент у передачи источника 1 входного сигнала, в результате из (6) получаем (К, @,). (7) 123968 1

Таким образом, в известном приводе осуществляется операция извлечения квадратного корная (n=2) из входного яапряжения (величины ), что позволяет расширить его функциональные возможности.

Выходное напряжечие третьего усилителя 21 через первый фильтр 23 низких частот поступает на первый вход первого синхронного детектора 10

25, на второй вход которого поступает напряжение с выхода источника

32 переменного напряжения. На выходе первого синхронного детектора 25 формируется постоянное напряжение 15 величина и полярность которого меняется при изменении амплитуды и фазового сдвига входного напряжения

Напряжение U с вихода первов» го синхронного детектора 25 посту- 20 пает на первый вход первого компаратора 30, на второй вход которого поступает напряжение U

j0 если цг 3 11, 1 (8)

2в 27 т.е. первый компаратор 30 изменяет свое состояние, как только выходное напряжение U первого синхронного детектора 25 становится меньше (или изменяет полярность на обратную) выходного напряжения U первого блока 35

27 масштабирования, на вход которого поступает напряжение с выхода источника 29 постоянного напряжения.

Выходное напряжение четвертого усилителя 22 через второй фильтр 24 40 низких частот поступает на первый вход второго синхронного детектора

26, на второй вход которого поступает напряжение с выхода источника

32 переменного напряжения. На выходе второго синхронного детектора 24 формируется постоянное напряжение, величина и полярность которого меняется при изменении величины и знака скорости вращения вала привода.

Напряжение U с выхода второго синхронного детектора 26 поступает на первый вход второго компаратора 31, на второй вход которого поступает напряжение U28 с выхода второго блока 28 масштабирования. На выходе второго компаратора 31 формируется напряжение, равное

В результате такого переключения интегрирующий привод в области малых скоростей и входных сигналов становится не степенным, а линейны, т.е. устойчивым, и точным при любом уровне и фазовом сдвиге входного напря— жения 0 и при любой скорости U вх и любом направлении вращения выходного вала привода. С помощью третьего блока 33 масштабирования устанавливается коэффициент передачи К привода в линейном режиме, т.е. с одним тахогенератором 6, таким образом, чтобы

К минимально допустимая скорость работы привода с двумя тахогенераторами 6 и

II; напряжение обартной связи привода, соответствующее мин коэффициент привода с двумя тахогенераторами 6 и 11. где р

8Ы2. et n

К

2 т. е. второй компаратор 31 изменяет свое состояние, как только выходное напряжение 1? . второго синхронного детектора 26 становится меньше (или изменит полярность на обратную) выходного напряжения U „ второго блока

28 масштабирования, на вход которого поступает напряжение с выхода источника 29 постоянного напряжения. Последний предназначен для обеспечения требуемой точности срабатывания компараторов 30 и 31. Срабатывание второго компаратора 31 означает, что скорость вращения выходного вала 52 привода стола меньше некоторого минимально допустимого значения или что направление вращения вала привода меняется на обратное.

Выходное напряжение U> (или U,) с выхода первого (или второго) компаратора 30 (или 31) поступает на вход элемента ИЛИ 34. Выходное напряжение U>< последнего поступает на управляющий вход переключателя 35, который отключает выход второго тахогенератора 11 от второго входа усилителя 2 привода и подключает к нему выход третьего блока 33 масштабирования.

3 12

Блоки 27, 28 и 33 масштабирования выполняют в виде реэисторных делителей напряжения. Источник 32 переменного напряжения преобразует напряжение питания привода, поступающее с выхода источника 16 питания, в напряжение прямоугольной формы той же частоты, уровень и мощность которого выбираются из условия нормального функционирования синхронных детекторов 25 и 26. Фильтры 23 и 24 низких частот обеспечивают прохождение через них только составляющих напряжения, частота которых равна частоте напряжения питания на выходе источника 16 питания, и подавляют высшие гармонические составляющие, которые могли бы в синхронных детекторах 25 и 26 преобразоваться в постоянное напряжение и создать погрешности при срабатывании компараторов 30 и 31.

Усилители 21 и 22 обеспечивают высокое входное сопротивление дополнительно введенных цепей для съема напряжений без искажений.

Таким образом, обеспечивается расширение области устойчивости, т.е. устойчивой работы привода вплот до скорости, равной нулю.

Формула изобретения

Интегрирующий привод переменного тока по авт.св. Р 949631, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью компараторов.

39683 Ь расширения области устойчивости при- вода, в нем дополнительно установлены переключатель, первый, второй и третий блоки масштабирования, источник постоянного напряжения, источ.) ник переменного напряжения, последовательно соединенные третий усили тель., первый фильтр низких частот, первый синхронный детектор, первый IÎ компаратор и элемент ИЛИ, последовательно соединенные четвертый усилитель,„ второй фильтр низких частот, второй синхронный детектор и второй компаратор, соединенный выходом с

15 вторым входом элемента ИЛИ, выход второго тахогенератора соединен с вторым входом усилителя привода через переключатель, подключенный управляющим входом к выходу злемен2О та ИЛИ, а вторым сигнальным входом через третий блок масштабирования— к выходу первого тахогенератора и входу четвертого усилителя, выход источника входного сигнала соединен с входом третьего усилителя, выход источника питания через источник переменного напряжения соединен с вторыми входами первого и второго

b синхронных детекторов, вход источ30 ника постоянного напряжения соединен с выходом источника питания, а выход через первый и второй блоки масштабирования подключен к вторым входам соответственно первого и второго

ВНИИПИ Заказ 3395/48 Тираж 836 Подписное

Произв,-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4