Устройство для дистанционной трансляции угла поворота вала

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для систем высокоточной передачи угла поворота вала, построенных на четырехобмоточных датчиках типа вращающихся трансформаторов (ВТ), индуктосинов и т.п. Техническим результатом является повышение точности дистанционной передачи. Устройство для дистанционной трансляции угла поворота вала содержит вращающийся трансформатор - датчик, вращающийся трансформатор - приемник, источник переменного напряжения с частотой f1, преобразователь сигнала рассогласования, синхронный с частотой источника, подключенный к обмотке датчика. В устройство введены второй источник переменного напряжения с частотой f2, отличной от частоты f1 первого источника, второй синхронный с частотой второго источника напряжения преобразователь сигнала рассогласования, подключенный к обмотке приемника, два компенсатора постоянных по уровню переменных напряжений. Компенсатор напряжения с частотой первого источника компенсирует напряжение на входе второго преобразователя. Компенсатор напряжения с частотой второго источника компенсирует напряжение на входе первого преобразователя. Выходные напряжения преобразователей подают на сумматор. Суммирование продемодулированных на частотах f1 и f2 сигналов рассогласования позволяет скомпенсировать большую часть ошибки дистанционной передачи. 1 ил.

 

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для систем высокоточной передачи угла поворота вала, построенных на четырехобмоточных датчиках типа вращающихся трансформаторов (ВТ), индуктосинов и т.п.

Известно устройство для передачи угловых перемещений, содержащее ВТ-датчик и ВТ-приемник, в которое, для повышения точности передачи, введены дополнительно масштабный ВТ и активно-реактивный элемент [1].

Недостатками указанного устройства являются:

- необходимость тщательных регулировочных работ перед началом эксплуатации передачи и при замене вышедшего из строя ВТ-датчика или ВТ-приемника;

- неполная компенсация погрешностей, зависящая к тому же от качества регулировочных работ;

- сильная зависимость точности передачи угла от изменения внешних факторов (температура, влажность, магнитные и электрические поля и др.) из-за асимметрии прохождения сигналов по цепям синхронизации.

Более близким к заявленному является известное устройство для дистанционной трансляции угла поворота вала, содержащее ВТ-датчик, ВТ-приемник, соединенные цепями синхронизации, источник переменного напряжения, подключенный к одной из входных обмоток датчика, преобразователь сигнала рассогласования, синхронный с частотой источника и подключенный к одной из выходных обмоток приемника, и коммутатор, в котором осуществляется синхронное переключение обмотки датчика и приемника [2].

Недостатками данного устройства являются:

- высокий уровень шума на выходе передачи, обусловленный коммутацией и переходными процессами в цепях с индуктивностями;

- повышенный уровень помех для других близко расположенных или связанных по питанию устройств;

- дополнительные погрешности, возникающие в передаче при работе в динамике, когда изменение угла задавания за полупериод коммутации превышает ошибку передачи.

Отметим здесь, что в таких устройствах обычно используется синхронный с частотой f1 источника питания датчика преобразователь сигнала рассогласования, подключенный к выходной обмотке приемника (фазочувствительный выпрямитель).

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности дистанционной передачи на вращающийся трансформатор при исключении перечисленных недостатков.

Эта цель достигается за счет того, что в устройство для дистанционной трансляции угла поворота вала, содержащее вращающийся трансформатор-датчик, вращающийся трансформатор-приемник, соединенные цепями синхронизации, источник переменного напряжения, подключенный к одной из входных обмоток датчика, преобразователь сигнала рассогласования, синхронный с частотой источника и подключенный к одной из выходных обмоток приемника, добавлены второй источник переменного напряжения с отличной от частоты первого источника частотой f2, подключенный к свободной обмотке датчика, второй синхронный с частотой второго источника напряжения преобразователь сигнала рассогласования, подключенный к свободной обмотке приемника, два компенсатора постоянных по уровню переменных напряжений, причем компенсатор напряжения с частотой первого источника подключен и компенсирует напряжение на входе второго преобразователя, а компенсатор напряжения с частотой второго источника подключен и компенсирует напряжение на входе первого преобразователя, и сумматор выходных напряжений преобразователей.

Суммирование продемодулированных на частотах f1 и f2 сигналов рассогласования позволяет скомпенсировать большую часть ошибки дистанционной передачи.

Действительно.

Как известно, кривая погрешности (Δϕn1) трансформаторной передачи угла (ТП) на ВТ имеет в основном характер второй гармоники [3] в функции угла задавания и может быть аналитически выражена в виде

Δϕn1≈Δϕnm·sin2·(ϕзс), где

Δϕnm - амплитуда ошибки,

ϕз - угол задавания (разворота ротора ВТ-датчика) относительно, например, оси магнитного потока обмотки возбуждения датчика,

ϕс - угол смещения погрешности относительно той же оси.

Выражение для погрешности (Δϕn2) относительно оси магнитного потока квадратурной обмотки датчика, смещенной относительно обмотки возбуждения на 90°, будет иметь вид

Δϕn2≈Δϕnm·sin2·(ϕзс+90°)=Δϕnm·sin[2·(ϕзс)+180°]=-Δϕn1

Если сигналы рассогласования, включающие в качестве слагаемых величины, пропорциональные Δϕn1 и Δϕn2 в одинаковом масштабе, сложить, то составляющая суммарная погрешность передачи угла в суммарном сигнале рассогласования будет

Δϕn∑=Δϕn1+Δϕn2≈0

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник синусоидального напряжения U1 с частотой f1 - 1, источник синусоидального напряжения U2 с частотой f2 - 2, ВТ-датчик - 3 и ВТ-приемник - 4, компенсаторы напряжений частоты f2 - 5 и f1 - 6, синхронные преобразователи сигналов рассогласования на частоте f1 - 7 и частоте f2 - 8 и сумматор - 9.

Работу устройства удобно описать методом суперпозиции, справедливым для линейных систем, к которым относится изображенная на чертеже схема, если сумма напряжений двух частот не превосходит допустимого уровня для данного типа ВТ. Если отсутствует источник f2, то в согласованном положении датчика и приемника (то есть при ϕ0≈ϕз) на выходе синусной обмотки приемника (напряжение с косинусной обмотки датчика подается на обмотку возбуждения приемника, а синусной обмотки датчика - на квадратурную приемника) будет напряжение

Usn1=K1K2U1(cosϕз·sinϕ0-sinϕз·cosϕ0)=K1K2U1·sin(ϕз0)≈K1K2U1·Δϕ,

а на косинусной обмотке приемника

Ucn1=K1K2U1(cosϕз·cosϕ0+sinϕз·sinϕ0)≈K1K2U1,

где K1, K2 - коэффициенты трансформации соответственно датчика и приемника для частоты f1,

ϕз, ϕ0, Δϕ=ϕз·ϕ0 - соответственно углы задавания, отработки и рассогласования трансформаторной передачи.

Пусть теперь имеется источник f2 и отсутствует источник f1, тогда на выходе косинусной обмотки приемника будет напряжение

Ucn2=K1′K2′U2(cosϕз·sinϕ0-sinϕз·cosϕ0)=K1′K2′U2·sin(ϕз0)≈K1′K2′U2·Δϕ, а на синусной обмотке приемника

Usn2=K1′K2′U2(cosϕз·cosϕ0+sinϕз·sinϕ0)≈K1′K2′U2.

(Здесь K1′ и Kг′ - коэффициенты трансформации датчика и премника на частоте f2).

Когда работают оба источника, на выходе синусной обмотки приемника будет

Usn=Usn1+Usn2=K1K2U1·Δϕ+K1′K2′U2,

а косинусной -

Ucn=Ucn1+Ucn2=K1K2U1+K1′K2′U2·Δϕ.

Если в напряжениях Usn и Ucn компенсировать постоянные составляющие K1′K2′U2 и K1K2U1 (блоки 5, 6), остающиеся сигналы синхронно преобразовать с выделением огибающей несущих частот (блоки 7, 8), то выходные сигналы блоков 7, 8 K3Δϕ и K4Δϕ, как было ранее показано, будут содержать в качестве слагаемых сигналы, пропорциональные погрешности ТП, разных знаков. Обеспечивая равенство крутизны сигналов K3≈K4=K, получим на выходе сумматора 9 сигнал, пропорциональный K·2·Δϕ и в большой степени очищенный от ошибок ТП.

Экспериментальная проверка предложенного устройства показала возможность увеличения точности ТП в 1,5-2 раза для точных ВТ и в несколько раз для ВТ пониженного класса точности.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №723643, кл. G08C 19/48, 22.03.78.

2. Авторское свидетельство СССР №498639, кл. G08C 19/48, 27.05.74.

3. А.А.Ахметжанов. Высокоточные системы передачи угла автоматических устройств. М.: Энергия, 1975. Стр.89-116.

Устройство для дистанционной трансляции угла поворота вала, содержащее вращающийся трансформатор - датчик, вращающийся трансформатор - приемник, соединенные цепями синхронизации, источник переменного напряжения, подключенный к одной из входных обмоток датчика, преобразователь сигнала рассогласования, синхронный с частотой источника и подключенный к одной из выходных обмоток приемника, отличающееся тем, что добавлены второй источник переменного напряжения с отличной от частоты первого источника частотой, подключенный к свободной обмотке датчика, второй синхронный с частотой второго источника напряжения преобразователь сигнала рассогласования, подключенный к свободной обмотке приемника, два компенсатора постоянных по уровню переменных напряжений, причем компенсатор напряжения с частотой первого источника подключен и компенсирует напряжение на входе второго преобразователя, а компенсатор напряжения с частотой второго источника подключен и компенсирует напряжение на входе первого преобразователя, и сумматор выходных напряжений преобразователей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к преобразователям кода в угол поворота вала, и может быть использовано в системах обработки данных.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в следующем приводе для дистанционной передачи угла поворота вала. .

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах дистанционной передачи угла и при аттестации синусно-косинусных вращающихся трансформаторов (СКВТ), С целью повьшения точности путем компенсации квадратурной составляющей в выходном сигнале в устройстве для формирования сигнала рассогласования угловых положений валов,содержащем источник 1 переменного тока, СКВТ-датчик 2, СКВТ-приемник 3, фазочувствительный индикатор 4, другая выходная обмотка СКВТ-приемника 3 подключена к входам фазочувствительного индикатора 4.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве преобразователя код - аналог в синхронньпс передачах и системах аналоговой информации.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах дистанционной передачи. .

Изобретение относится к автома тике и может быть использовано в системах автоматического управления объектами. .

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах автоматического управле- . .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в следящих системах двустороннего действия с вентильными электродвигателями и с силомоментным очувствлением.

Изобретение относится к области электротехники и автоматики и может быть использовано для дистанционной передачи угловых перемещений в следящих системах двустороннего действия с силомоментным очувствлением на базе вентильных электродвигателей.

Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике и может быть использовано в преобразователях угла в код. .

Изобретение относится к области электротехники и автоматики и может быть использовано для дистанционной передачи угловых перемещений в следящих системах двустороннего действия с вентильными электродвигателями и силомоментным очувствлением.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к автоматизированным системам управления и диагностики трансформаторного оборудования электрических станций и подстанций
Наверх