Способ питания вращающихся электрических цепей постоянным током и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Целью изобре-. тения является повьшение качества выходного напряжения и надежности. При реализации способа на вращающийся объект передают первое и второе Напряжения прямоугольной формы с помощью первого и второго трансформаторов с вращающейся вторичной обмоткой, осуществляют ИХ вьшрямление и в одной полярности оба напряжения подают на вращающуюся электрическую цепь. Прямоугольные напряжения синхронизируют ка неподвижном объекте со сднпгом во времени на вел гчигг/,, заведомо больппгто длительности времени нарастания фронтов импульсов прямоугольного напряжеш:Чэ ио не большзпо полупериода прямоугольного напряжения. Устройство для питания вращшоп нхся электрических цепей постоянного тока содержит усилите ли постоянног О тока 14, 20, генераторы пря-моугольного напряжется 15 21, задающий генератор 30 и устройство сдвига нагтря::гений 3i. Напряжения на вторичных роторных обмотках 19, 25 сдвинуты во времени, например, на половину пoлyпepиo }a и вьтрямпяются вьтрямителями 26, 27. Постоянное напряжение подается на измерительгг/ю цепь 29. Нагрузка находится под постоянным напряжением даже в случае отсутствия на выходе одного из вьшрями-, телей, при .этом устранены провапы i в выходном напряженки, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РНХ1УБЛИН

А1

1щ 1 Н 01 F 23/00 л

:.; ь

„ь ту ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4081221/24-07 (22) 02,07,86 (46) 15.06,88, Бюл. 11 22 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А.В.Губин, В.Г.Гусев,В.феПроценко и С.С.Торопов (53) 621.3.047(088.8) (56) Авторское. свидетельство СССР

Р 481959, кл. Н 01 R 39/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

В 1027520р кл. 0 01 D 5/12, 1982, (54) СПОСОБ ПИТАНИЯ ВРАЩАЮПЯХСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯН%1И ТОКОМ И

УСТРОЙСТВО . ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения и надежности. При реализации способа на вращающийся объект передают первое и второе напряжения прямоугольной формы с помощью первого и второго трансформаторов с вращающейся вторичной обмоткой, осуществляют ьх выпрямление и в одной

6 паЬ оп „ (4433 1 2 полярности оба напряжения подают на вращающуюся электрическую цепь. Прямоугольные напряжения синхронизируют на неподвижном объекте со сдв тгом во времени на величину заведомо болыпую длительности времени нарастания фронтов импульсов прямоугольного напряженкр, но не большую полупериода прямоугольного напряжения. Устройство для питания враща.ощнхся электрических цепей постоянного тока содержит усилители постоянного тока 14, 26р генераторы пряьмоугольного напряжения 15, 21, задаюадй генератор 30 и устройство сдвига напрял,ений 31, Напряжения на вторичных роторньгл обмотках 19, 25 сдвинуты во времени, напримерр на половину полупериода и выпрямпяютси Ig выпрямителями 26,, 27. Постоянное напряиение подается на измерителььпв цепь 29. Нагрузка находится под постоянным напряжением даже в случае от-сутствия на выходе одного иэ выпрями-, телей, - при этом устранены провы ы в выходном напряжении. 3 нл. " р, афм5

4Р

1403! !2

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для питания постоянным током .вращающихся электрических цепей — первичных измерительных преобразователей при контроле различных физических параметров вращающихся деталей, элементов электроники и автома. тики и т.п.

16

Цель изобретения — повышение качества выходного напряжения и надежнос-, ти питания вращающихся измерительных цепей.

lt 15 иг. 1 nyHBeJieHa с м поасНВ,ющая способ питания вращающихся электрических цепей постоянным током; на:

,фиг. 2 — диаграммы, иллюстрирующие ,,принцип питания вращающихся электри- 20 ческих цепей; на фиг. 3 — блок-схема устройства дпя питания вращающихся ,электрических цепей.

Способ включает следующие операции. 25

С первого выхода а задающего гене, ратора 1 подают управляющий сигнал на первый генератор 2 пилообразного тока. С помощью вращающегося трансформатора 3 преобразуют пилообразный ток в 30 напряжение прямоугольной формы.

По истечении заданного интервала времени, не меньшего длительности на: растания фронта прямоугольного напря,, жения, но не превышающего длительнос. ;ти его полупериода, с второго входа б задающего генератора 1 подают управляющий сигнал на второй генератор 4 пилообразного тока.

С помощью вращающегося трансформа- 40 тора 5 преобразуют пилообразный ток в напряжение прямоугольной формы.

Оба напряжения выпрямляют выпрямителями 6 и 7, расположенными на вращающемся объекте 8, Напряжение с парал- 45 лельно соединенных выходов выпрямителей 6 и 7 подают на вращающуюся электрическую цепь 9.

Запускающие импульсы на выходах а, б задающего генератора 1 показаны на фиг. 2а и фиг. 2б соответственно. Эти импульсы запускают генераторы

2 и 4 пилообразного тока, нагруженные на неподвижные обмотки 10 и 11 вращающихся трансформаторов 3 и 5. Пилообразные токи i,(t) и i (t), протека55 ющие в обмотках 10 и 11 показаны на фиг. 2в и фиг. 2г. Эти токи индуктируют в обмотках 12 и 13 прямоугольные йапРЯжениЯ IJ (t ) =М, Д i„ /qt н 1 (t ) L

=Мгс1 г/

IJ>(t) выпрямляются с помощью выпрямителей 6 и 7, расположенных на вращающемся объекте 8

Формы выпрямленных напряжений на выходах выпрямителей 6 и 7 показаны на фиг. 2ж и фиг. 2з. Постоянное напряжение на выходах выпрямителей 6 и

7 имеет .пульсации, обусловленные фронтами нарастания прямоугольных импульсов напряжения 11 (t) и 11 (1). При подключении вращающейся электрической цепи к параллельно соединенным выходам выпрямителей 6 и 7, через последнюю будет протекать постоянный ток, поскольку в момент пульсации постоянного напряжения на выходе одного из выпрямителей, например, выпрямителя 6, напряжение на выходе выпрямителя 7 постоянно и ток потребляется от обмотки 13 и трансформатора 5, и наоборот, при наличии пульсаций на вы-. ходе выпрямителя 7 ток потребляется от выпрямителя Ь. Во время отсутствия пульсаций, обусловленных фронтами прямоугольных напряжений IJ„(t) и

U (t) ток потребляется от обеих обмоток 12 и 13. Это,справедливо при равенстве величин IJ>ppp < и 0 „„и достигается одинаковым конструктивным выполнением генераторов 2 и 4 пилообразного тока, вращающихся трансформаторов 3 и 5 и выпрямителей 6 и 7. устройство для питания вращающихся электрических цепей постоянным то-, ком содержит первый усилитель 14 постоянного тока, первый генератор 15 прямоугольного напряжения, первый трансформатор 16 с вращающейся вторичной обмоткой, включающий в себя статорную часть с размещенными в ней ста" торными обмотками 17 и 18, а также роторную часть с вращающейся обмоткой

19, Статорные обмотки выполнены в виде двух соединенных последовательно секций. Свободный вывод обмотки 18 соединен с общим проводом, а свободный вывод обмотки 17 подключен через последовательно соединенные первый усилитель !4 постоянного тока и первый генератор 15 прямоугольного напряжения к общей точке соединения ста! 403112 торных обмоток 17 и 18. Устройство также содержит второй усилитель 20 постоянного тока, второй генератор 21 прямоугольного напряжения, второй трансформатор 22 с вращающейся вторичной обмоткой со статорными обмотками 23 и 24 и роторной обмоткой 25.

Статорные обмотки 23 и 24 второго трансформатора 22 выполнены в виде двух соединенных последовательно -секций. Свободный вывод обмотки 24 соединен с общим проводом, а свободный вывод обмотки 23 подключен через последовательно соединенные второй уси- 15 литель 20 постоянного тока и второй генератор 21 прямоугольного напряжения к общей точке соединения статорных обмоток 23 и 24.

Первый и второй выпрямители 26 и 20

27 расположены на вращающемся объекте г

28, причем их входы соединены с зажимами роторных обмоток 6 и 12 соответственно, а выходы включены параллельно и являются местом подключения 25 вращающихся измерительных цепей 29.

Устройство содержит задающий эгенератор 30 и устройство 31 сдвига. При этом выход задающего генератора 30 подключен к управляющему входу перво- 30

ro генератора 15 прямоугольного напряжения и входу устройства 31 сдвига, а выход устройства 31 сдвига соединен с управляющим входом второго генератора 21 прямоугольного напряжения, Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 30 вырабатывает запускающие импульсы с заданной 4р частотой следования. Эти импульсы запускают генератор 15 прямоугольного напряжения. Одновременно запускающие импульсы поступают на вход. устройства сдвига, где они сдвигаются во вре- 5 мени на величину, заведомо большую длительности времени нарастания фронта прямоугольного напряжения в.ротор.ных обмотках 19 и 25, например, на половину длительности полупериода прямоугольного напряжения.

Процесс формирования прямоугольного напряжения в роторных обмотках 19 и 25 аналогичен, поэтому приводится только формирование прямоугольного напряжения в роторной обмотке 19.Первый генератор 15 прямоугольного напряжения вызывает ток в обмотке 18, Обмотки 17 и 18 намотаны бифилярно, имеют равное число витков и, соответственно, равные индуктивности, Напряжение, подаваемое на вход первого усилителя 14 постоянного тока, равно падению напряжения на распределенном активном сопротивлении обмотки 18.

Первый усилитель 14 постоянного тока имеет единичный коэффициент усиления по напряжению. Следовательно, напряжение на его выходе равно входному, и в контуре, образованном .первым генератором 15 прямоугольного напряжения, обмоткой )8 и выходом первого усилителя 14 постоянного тока, происходит взаимная компенсация двух напряжений — падения напряжений на распределенном активном сопротивлении обмотки 18 и напряжения на выходе первого усилителя 14 постоянного тока.

При достаточно малом внутреннем сопротивлении первого генератора 15 прямоугольного напряжения, ток в обмотке 18 будет линейным в пределах каждого полупериода, а напряжение, индуктируемое в роторной обмотке 19, повторяет по форме напряжения первого генератора 15 прямоугольного напряжения. Сформированные таким образом в роторных обмотках 19 и 25 напряжения прямоугольной формы, сдвинутые во времени, например, на половину полупериода, выпрямляются выпрямителями 26 и 27, а постоянное напряжение с их выходов подается на вращающуюся измерительную цепь 29. В .качестве нагрузки могут быть использованы различные электрические цепи, например резистивные преобразователи (тензорезисторы, термореэисторы и т.п.), а также цепи питания элементов электроники, входящих в состав вращающихся измерительных цепей.

Положительный эффект достигается эа счет того, что нагрузка находится под постоянным напряжением даже в случае отсутствия на выходе одного иэ выпрямителей, что имеет место при нарастании фронта импульсов прямоугольного напряжения, а также за счет устранения провалов выходного напряжения °

Формула изобретения

1. Способ питания вращающихся электрических цепей постоянным током, заключающийся в том, что первое напряже14031 l2 ние прямоугольной формы передают на вращающийся объект первым трансформа1 тором с вторичной обмоткой, установ- ленной с возможностью вращения, и выл) прямляют его, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью павьш ения качества питания вращающихся цепей и надежности, на вращающийся объект передают второе грямоугольнае напряже- )g ние, синхронно с первым, вторым трансформ."тором с вторичной обмоткой, установленной с вазможностью вращения„ выпрямляют ега и оба напряжения подают с одинаковой полярностью на враща- ; ющуюся электрическую цель, а синхронизацию напряжений выполняют со сдвигом на величину, определяемую неравенством t 4t 6(T/2-t, ), :.де t длительность фронта нарастания на" 2ц пряжений; tc — время сдвига напряженьИ; Т/2 — полупериод грямаугольных напряжений.

2. Устройство для питания враща- 25 ющихся электрических цепей постоянным током, содержащее первый усилитель постоянного тока, первый генератор прямоугольного напряжения и первьй трансформатор с вторичной обмоткой„ установленной с возможностью враще-. ния, и первичной статорной обмоткой, выполненной в виде двух соединенных последовательно секций, свободный вывод одной из которых соединен с общим проводом, а свободный вывод другой секции подключен через последовательно соединенные первый усичитель пастояннаго така и первый генера-:0p прямоугальнага напряженич к общей тачке соединения секций статорной обмотки„ а т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью павьпдения качества выходного напряжения и надежности питания вращающихся цепей, в него введены второй усилитель постоянного тока, второй генератор прямаугольнога напряжения, второй трансформатор со статорной обмоткой и ратарной обмот-. кой, установленной с вазможностью вращения, при этом статорные обмотки второго трансформатора выполнены в виде двух соединеннь.х последовательно секций, свободный вьгзад одной из которых соединен с общим проводом, а свободный вывод другой секции подключен через последовательно соединенные второй усилитель постоянного тока и второй генератор прямаугольнога напряжения к общей точке соединения статорных обмоток второго трансформатора, первый и второй выпрямители, расположенные на вращающемся объекте, причем их входы соединены с зажимами соответствующих ротарных обмоток, а выходы включены параллельно и подключены к зажимам для измерительных цепей„ задающий генератор и устройство сдвйга, при этом выход задающего генератора подключен к управляющЕму входу первого генератора прямоугольного напряжения и к входу устройства сдвига, а выход устройства сдвига соединен с управляющим входом второго генератора прямоугольного напряжения.

Составитель В. Комаров

Редактор И.Касарда Техред A.Кравчук Корректор Л.Пилипенко

Тирах 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская нао., д. 4/5

Заказ 3711

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4