Преобразователь вал-цифра

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 13.VI I E,1963 (№ 852313/26-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 12.Х.1964. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 4.III.1965

К, 42п1, 1404

74b, 8оГосударственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

МПК б 061

G 08с . ДК

Авторы изобретения

Е. С. Иванов, 1О, А. Беланов и В. H. Бродовский

Предприятие Госкомитета по оборонной технике

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВАЛ-ЦИФРА

Известны преобразователи вал-цифра, реализующие способ измерения фазы. Предлагаемое устройство отличается тем, что содержит генератор импульсов, выполненный на трансформаторах с тремя обмотками на ферритовых сердечниках. Первые обмотки всех трансформаторов соединены последовательно, причем начало обмотки первого трансформатора подсоединено к сопротивлению, его второй конец и конец обмотки последнего трансформатора подсоединяются к одной из фаз двухфазного источника питания.

К другой фазе источника питания тоже через сопротивление подключены последовательно соединенные вторые обмотки трансформаторов. Третьи обмотки соединяются последовательно, а начало обмотки первого трансформатора и конец обмотки последнего выводятся на выходные зажимы генератора.

Предлагаемый преобразователь отличается еще и тем, что для получения преобразователя с числом двоичных разрядов и требуется всего m=2" — трансформаторов. Кроме того, с целью получения на выходе последовательности разнополярных импульсов, первая обмотка Ьго трансформатора содержит число витков Ф 1 = Wo cosy, а число витков второй обмотки W2, —— Ко ° з1пу„, где W„— постоянное число витков, определяемое геометрическими размерами сердечников, у„— фазовый угол, равный в 1 и II квадрантах ч, =

Поописная группа ¹ И5

Зб0 (Уг — 1); в ГП и IV квадрантах ч„=

2п 1

= l 80 + „+ (k — 1), где k=0, 1, 2... mj2.

Предлагаемый преобразователь отличается также тем, что, с целью уменьшения числа

10 типов трансформаторов, цепь выходных обмоток трансформаторов подключена к источнику тока постоянного подмагничивания.

Описанный преобразова-.ель вал-цифра может работать при питании от произвольно иска15 женпого промышленного источника вращающегося поля без потери точности преобразования.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема генератора импульсов наполнения; на

20 фиг. 2 — векторная диаграмма суммарных ампер-витков.

Питание преобразователя вал-цифра от источника некругового вращающегося поля приводит к искажению характеристики фазовра25 щателя, что, в свою очередь, вызывает ошибки преобразования. Чтобы избежать появление ошибок в предлагаемом преобразователе, предусмотрен генератор импульсов наполнения, кОторый обладает характеристикОЙ) из30 меняющейся при наличии отклонения источника вращающегося поля от кругового.

165594

Первичные обмотки 1 и 2 трансформаторов

8 и 4, включенные по Т-образной схеме для получения двухфазного источника напряжения, подсоединяются к зажимам 5, б, 7 источника трехфазного напряжения.

Вторичные обмотки 8 и 9 трансформаторов

8 и 4 питают двухфазными токами два контура, состоящих из активных сопротивлений 10 и 11, соединенных последовательно с обмотками 12, 18, 14 и 15, 1б, 17 трансформаторов 18, 19, 20.

Величины сопротивлений 10 и 11 таковы, что импедансами обмоток трансформаторов 18, 19, 20 можно пренебречь и считать токи в контурах совпадающими по фазе с напряжениями на обмотках 8 и 9. Число витков обмоток 12, 18, 14, 15, 1б, 17 выбирают так, чтобы токи перемагничивания трансформаторов 18, 19, 20 имели различные фазы.

Когда мгновенное значение суммарных ампер-витков в трансформаторах 18 — 20 становится равным нулю, происходит перемагничивание трансформаторов, и на обмотках 21, 22, 28, включенных последовательно и подсоединенных к выходным зажимам 24 и 25, появляются импульсы напряжения.

3а период частоты питающего напряжения трансформаторы 18, 19, 20 будут перемагничиваться дважды, т. е. каждый из них выдает на клеммы 24 и 25 два импульса. Вследствие этого требуемое число трансформаторов в генераторе равно 2", где и — число разрядов преобразователя. Для того чтобы получить на выходных клеммах 24 и 25 последовательность разнополярных импульсов наполнения с требуемым фазовым сдвигом, числа витков обмоток 12, 18, 14 и 15, 1б, 17 соответственно выбираются по закону косинуса и синуса некоторого угла. В общем случае построения генератора для и-разрядного преобразователя вал-цифра первая обмотка трансформатора, обеспечивающего два импульса на выходных клеммах генератора, будет содержать число витков равное W> — — W< ° созе,, а число витков второй обмотки W> — Wo cosy, где W< некоторое расчетное число витков, у„— фазовый угол 2б, равный в 1 и II квадрантах

360о

= — ° (k — 1) и в III u IV квадрантах к 2 у,= 180 + + (k — 1), где lг =

360 360 г"

=0, 1, 2,... т/,.

Векторная диаграмма суммарных ампервитков перемагничивания трансформаторов для частного случая n=4 показана на фиг. 2.

Векторы 27, 28, 29, 80, 81, 82, 88, 84 характеризуют первый момент времени прохождения через ноль суммарных ампер-витков, а векторы 85, 8б, 87, 88, 89, 40, 41, 42 — второй момент. Вся диаграмма в целом определяет моменты времени появления импульсов на выходе генератора, которых для случая n=4 будет 16. С целью уменьшения числа типов трансформаторов можно произвести их посто5

65 янное подмагничивание путем подачи постоянного тока в цепь третьих обмоток.

Если взять два комплекта трансформаторов, изготовленных для генератора, например, с и=4, то получатся две наложенные друг на друга векторные диаграммы, такие как на фиг. 2.

Введение постоянного подмагничивания, отличного по знаку для каждой из групп трансформаторов, по цепи третьих обмоток изменяет моменты прохождения через ноль суммарных ампер-витков трансформаторов. Векторы 27 и 85 одной из групп трансформаторов при подмагничивании займут положение векторов 48 и 44 (см. фиг. 2), а аналогичные векторы другой группы отклонятся в другую сторону (на фиг. 2 не показаны).

Величина подмагничивания выбирается такой, чтобы величина угла отклонения каждого из векторов соответствовала половине единицы младшего разряда.

Таким образом, подмагничивание дает возможность получить число импульсов, необходимое для преобразователя с числом разрядов и при использовании трансформаторов в генераторе, выполненных как бы для преобразователя с числом разрядов и — 1.

В предлагаемом устройстве обеспечивается жесткая связь частоты генератора импульсов с частотой питающей сети, вследствие того, что число импульсов генератора определяется числом выбранных трансформаторов.

Предлагаемый преобразователь может работать от промышленных источников вращающегося поля, имеющих достаточно большие искажения, так как при искажениях многофазного источника питания характеристики фазовращателя и генератора импульсов наполнения будут изменяться идентично, что достигается использованием для питания генератора импульсов системы двухфазных токов, искажающейся аналогично с искажениями системы питающих фазовращатель напряжений.

Предлагаемую схему генератора импульсов целесообразно строить с относительно небольшим числом импульсов (например, 64) и использовать один и тот же генератор во всех ступенях высокоразрядного многоотсчетного преобразователя.

Предмет изобретения

1. Преобразователь вал-цифра, реализующий способ измерения фазы, на вращающемся трансформаторе, отличающийся тем, что, с целью использования промышленных источников вращающегося поля, он содержит генератор импульсов, выполненный на трансформаторах с тремя обмотками на ферритовых сердечниках, первые обмотки которых соединены последовательно, причем начало обМоТКН первого трансформатора подсоединено к сопротивлению, его второй конец и конец обмотки последнего трансформатора подсоединены к источнику одной фазы двухфазного источника напряжения, вторые обмотки транс165594 форматоров соединены последовательно н «срез сопротивление подсоединены к источнику второй фазы двухфазного источника питания; третьи обмотки трансформаторов соединены последовательно, а начало обмотки первого трансформатора и конец обмотки последнего подсоединены к выходным зажимам генератора, 2. Преобразователь по п. 1, огяичтощийся тем, что, с целью обеспечения требуемой точности преобразования, он содержит m трансформаторов, количество которых равно 2" — где гг — число двоичных разрядов.

3. Преобразователь по п. 1, 0Т.ãèzàòùèéñÿ тем, что, с целью получения на выходе последовательности разнонолярных импульсов, первая обмотка k-го трансформатора содержит гнело витков равное Wz, — Wp. сову„а число витков второй обмотки К, — — W згпу,, где

W< — постоянное число витков, определяемое геометрическими размерами сердечников, где

5; — фазовый угол, равный в 1 и II квадран360 тах т„= (k — 1) и для III u IV квадран2n — 1

360, 360 тов у =-180 +, (k — 1), где lг = О, 10

2"

1, 2...zzz/>.

4. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью сокращения числа типов трансформаторов, цепь выходных обмоток

15 трансформаторов подключена к источнику тока постоянного подмагничивания.

165594

24 25

Фиг. l

32

Составитель В. А. Субботин

Редактор Н. Копылова Техред Л. К. Ткаченко Корректор В. П. Фомина

Заказ 281/1 Тираж 825 Формат бум. 60К90 /8 Объем 0,41 изд. л. Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр, Сапунова, 2