Устройство для дистанционной передачи угла поворота вала

 

СОЮЗ ОсаГТСЯИК

СОЦИАЯИСТИЧЕСНИХ

ЕаСПжЛИН,„,SU„„1619371

А1

bА.:ИГ!1 «ОПИОАНИ ИЗОБРЕ7ЕНИЯ и АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Я ЯА Ц11 «11 1Я «Q«)ggpy

ПО NPQBPETÅHÈßÌ И 6P

ОРИ ПЯТ СЖГ (21) 4047812/07 (22} 01 04.86 (46) 07.01.91. Бюл. K (71) Белорусский государственный учиверситет им. В. И, Ленина (72) Л. H. Матюхина, А. С. Михалев и И. М. Чушенков (53) 621.313.13{088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1176425, кл. H 02 К 29/06, 1984, Авторское свидетельство СССР

Р 1257690, кл. H 02 К 29/06, 198« « (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧИ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА (g1)g Н 02 К 29/06. Н 02 Р 6/00 (57) «изобретение относится к электротехнике и может быть использована в следуюадх системах двусторопнегг. действия. Цель изобретения — повышение то ности дистантпонной передачи угла поворота вала. Это достигается введением в устройство для днстан «нонкой передачи угла поворота вала реле 11,, олока 12 умножения на и /2 и сумматора 13« Это позволяет уменьшить величину рассогласования мещу задакнцей и исполнительной сикхронньаж машинами 1, 3 за счет обеспечения параллельновстречного подключения обмоток этих машин к коммутатору 5. 3 ип.

Изобретение î-.íîñèòñÿ к электротехнике и может быть использовано для дистанционной передачи угловых перемещений в следящих системах двусторонне-5 го действия с вентильными электродвигателями и силомоментным очувствлением.

Целью изобретения является повышение точности дистанционной передачи 1О угла поворота вапа.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства дистанционной передачи угла поворота вала; на фиг. 2 — векторные диаграммы магнитных полей синхронных машин; на фиг. 3— моментные характеристики устройства., На фиг. 1-3 приняты следующие условные обозначения: ar, О(„, A g- углы поворота задающего и исполнительного 28 валов (роторов) синхронных машин (СМ) и рассогласование между ними соответственно; ф, — рассогласование валов, при котором вращающие моменты СМ максимальны; М g, М, "- вращающие моменты

=-адающей и исполнительной CN; М„п, М вЂ” нагрузочные моменты на задающем и исполнительном вадах; Ф з,Ф „,Ф Фщьекторы магнитных полей роторов и статоров задающей и исполнительной ЗО

СМ.

Устройство дистанционной ",åðåäà÷è угла поворота содержит укре пенную на задающем валу синхронную машину 1 с первым датчиком 2 положения 8, исполнитю:ьную синхронную машину 3 с вторым датчиком 4 положения, полупровод- никовый ко.e óòàòoð 5 с коьжутирующим

6 и управляющим величиной тока 7 входами, сравнивающий элемент 8 и первый 40 сумматор 9-. Выход каждor и датчика 2, подключе .< к соответствующим объединенным одноименным входам сравнивающего элемента 8 и первого сумматора

9, выход последнего подключен к входу блока 10 деления на два, а выход срав— нивающего элемента 8 подключен к управляющему величиной тока вхоДу 7 коммутатора 5, выход которого подключен к якорным оЬмоткам синхронных машин 1 и 3. Кроме того, устройство дистанционной передачи угла поворота вала дополнитепьно содержит реле 11

Ьлок 12 умножения Hà n i 2 и второй сум-матор ? 3 Выход которого подключен к коммутирующему входу 6 полупроводникового коммутатора 5, первый вход сумматора 13 подключен к выходу блока

10 деления на два, а второй вход сумматора 13 — к выходу блока 12 умн«же-ния на п /2, вход которого через реле

11 подключен к выходу сравнивающего элемента 8, Якорная обмотка исполнительной синхронной машины 3 подключена к выходу полупрс водникового коммутатора 5 встречно-параллельно по отношению к якорной обмотке задающей синхронной машиHb! 1.

Устройство дистанционной передачи угла поворота вала работает следующим оЬразом.

Амплитуда магнитных полей статороз задается сигналом на входе коммутато-. ра 5, управляющем величиной выходного тока, и пропорциональна рассогласованию валов g g, фиг ю 2), вычисляемому сравнивающим элементом 8. Положение статорных полей задается средним арифметическим углом поворот- валов M к которому в сумматоре ll3 прибавляется величина t ii/2 (в зависимости от зчака Й ) . Таким образом, для моментов синхронных машин 1,3 можно записать (фиг. 2)

6М, соя 2 )Л М

-Et „= (К „cos ) hOC ) где К., К вЂ” коэффициенты, определяемые конструкциями синхронных машин 1 и 3.

Видно, что отношение Мп к М.з постоянно, хотя выражения (1) нелинейны.

На фиг. 3 линия а показывает зависимость М > (или М,„) от gpC пои максимальной амплитуде Ф (или 9 .И), линия

Ь дает зависимость сигнала Х на выходе сравнивающего элемента 8, а линия с показывает зависимость М, (или М ) от $g для данного устройства.

Пусть в начальном состоянии ЛМ = О тогда по (1) М, = О и Ми = О. Если, например, приложить к исполнительному валу момент М,1, то вектор ф „ начинает поворачиваться в сторону действия момента М и появляется рассогласо4 вание, а следовательно, и моменты M и М . Если оператор не прикладывает момент

М =- - М а!!

5 161 то валы вращаются. Чем больший момент

М,„или момент М „приложен,тем больше должен быть Д ф, для error компенсации. При этом моменты M и Ми направлены в противоположные стороны. Нормальная работа системы обеспечивается в диапазоне рассоглассвгний от -AgM no Д с д (см. фиг. 3), который может быть достаточно малым прп соответствующем выборе угла наклона прямой Ь, т.е. зависимости Х от ф, Если направление момента М < изменяется, то { начинает уменьшаться, что приводит в конце концов к изменению его знака. При этом переключается реле 11 и изменяется знак слагаемого н/2 на втором входе сумматора 13, прибавляемого к среднему арифметическому N 0= (М, + 0(„)/2, т.е. сигнал на коммутирующ м входе 6 коммутатора 5 изменяется скачком на, что эквивалентно инвертированию магнитньгх полей с векторами ф. и Феи (фиг. 2а и5 ) ..

Это вызывает изменение направлений моментов М и М<, а следовательно, оператор верно ощущает направление действия момента Мн. Если изменяется либо 0(и, то это приводит к изменению ф и ЬО, а следовательно, к увеличению либо уменьшению моментов

М, и Ми. За счет этого обеспечивается обратимость по моменту и углу.

Положительный эффект устройства заклю- ается в повышении точности дистанционной передачи угла поворота задающего вала за сче г уменьшения максимального рассогласования с р до которое может быть сделано весьма мальп . Это достигается путем встречного параллельного подключения обмоток СМ к выходам коммутатора, а также за счет прибавления к сигналу, 9371 6 подаваемому на коммутирующий вход коммутатора, сигнала, равного углу

Фи/2 в зависимости от знака рассогла.5

Формула изобретения

Устройство для дистанционной пере дачи угла поворота вала, содержащее укрепленную на задающем валу синхронную машину с первым датчиком положения, исполнительную синхронную машину с вторым датчиком положения, полупро водниковый коммутатор с коммутирующим и управляющим величиной тока входами, сравнивающий элемент и первый сумматор, выход каждого датчика положения подключен к cooT Bpòñòâóþùèì обьединенньсч одноименным входам срав нивающего элемента и гервсго сумматора, выход последнего подключен к входу блока деления на два, а выход срав-нивающего элемента подключен к управ =

25 ляюшему величиной тока входу полупро водникового коммутатора, вьход которого подключен к якорным обмоткам синхронных мартын„ о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с це ью повыше-, 30 HHs . точности дистанционной передачи угла, введены реле, блок умножения на

Ф/2 и второй сумматор, выход которого подключен к коммутирующему входу полупроводникового коммутатора, первый вход подключен к выходу блока деления на два, а второй — к выходу бло ка умножения на Т/2, вход которого через реле подключен к выходу сравнивающего элемента, причем якорная обмот4О ка исполнительной синхронной машины подключена к выходу полупроводникового коммутатора встречно-параллельно по отношению к якорной обмотке задающей синхронной машины.

16,937 i

Составитель А. Иванов .

Редактор О. Головач Техред Д.Олийнык Корректор В. Гирняк

Заказ 53 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

f13035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101