Преобразователь фазового сдвига в угловое перемещение вала

 

СОюз Советских

Содиалистимеских

Республик (») 547636 (бт) дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.10.75 (21) 2185067/24 (51} М. Кл.а

Q Ol. 3 5t243 с присоединением заявки №вЂ”

Гасударственный намитет

СОВВта Министров СССР пп делам иааеретеннй и аткрытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 25. 02.77Бюллетень № 7 (53) УДК 881,325 (088. 8) (45) Дата опубликования описания31.0 v7

Ю.A. Скрипник, Г.B. Крепышев и А.Д, Ниженский (72) Авторы изобретения

Челябинский филиал Уральского электромеханического института инженеров железнодорожного транспорта (73) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗОВОГО СДВИГА В УГЛОВОЕ

ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ВАЛА

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах программного управления станками и другими

4 объектами фазовыми методами, например, в системах управления от магнитной ленты или барабана.

Известны преобразователи фазового сдвига в угловое перемещение, содержащие фазовращатели, выполненные, например, на вращающемся трансформаторе с фазируккпей !9

R С вЂ” цепью на выходе, фазовый дискриминатор, усилители и исполнительный двигатель, связанный с ротором вращающегося транс форматора. Фазовый сдвиг на входе преобразователя компенсируется фаэовращателем, }Ь фазовый сдвиг которого пропорционален углу поворота ротора. Однако этим преобразователям свойственна большая ошибка, обусловленная погрешностью настройки RC-neпи, нестабильностью элементов ЯС вЂ” цепи и 20 девиацией частоты входных напряжений, Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь фазового сдвига в угловое перемеще- 5

2 ние вала, содержащий фаэовращатель, выходы которого через последовательно соединенные основной переключатель ифазосдвягаю пийблоксоединены с . одним из входов фазо-. вого дискриминатора, другой вход которого соединен с выходом избирательного усилителя, вход которого подключен к входной клемме преобразователя. Выход фазового дискриминатора через усилитель переменного тока соединен с одним из входов исполнительного двигателя, выход которого через редуктор соединен с одним из входов фазовращателя, а его другой вход соединен с выходом усилителя.

Введение автоматического переключателя позволяет получить фазу выходного напряжения фазоврадтателя в виде суммы модулированной с частотой переключения составляющей, линейно зависящей от угла поворота ротора фазовращателя, с немодулированнэй составляющей, обусловленнойфазовой ошибкой фазоврашателя. Однакофазомодулированной составляющей напряжения фазоврашателя невозможно скомпенсировать медленно изменяющийся фазовый сдвиг между входными нап54,7535 ряжениялли преобразователя из-за несинхрон.— ности модулируюших воздействий.

Цель изобретения — повышенне то"-ннэсти преобразователя.

Достигается это тем, что в праобразэватель фазового сдвига в угловое гарамашение вала введены генератор л:эдулируюшей частоты и дополнитальный переключатель, управляюший вход которого объединен с управляюшим входом осчовногэ переключателя и с другим входом исполнительного двигателя и подключен к выходу генератора модулируюшей частэты, выход дополнительного переключателя соединен с входом усилителя, сигнальные входы дополнительного переклю- <5 чателя подключены к входным клеммам преобразователя.

Введение дополнительного переключателя, включенного указанным образом, позволяет получить на его выходе напряжение, фаза K которого мэдулирэвана с частотой наракл эчеиия RC — цепи фазовращателя и парел анная составляющая которой пропорционален- .а преобразуемому сдвигу фаз. Переменная соснала;

8S и — коэффициент, эбус;1овленный нестабильностью элемантэв RС вЂ” цепи, девиацией частоты входных напряжений и погрешностью настройки фазосдвигаюшегэ блока.

Напряжение с выхода фазэврашателя и второе напряжение U>, усиленное избирательным усилителем 7, сравниваются пэ фазе с помощью фазового дискриминатора 8.

Фаз ом одулир эва нная с эставляюшая напряж ения фазоврашателя обуславливает появление переменного напряжения на выходе фазового д искр им инат ора 8 с а мплитудой, пр оп орци ональной ф -g Я

1 2

2 4

Фазопостоянная составляющая вызывает пэявление постоянной сэставляюшей напряжения, пропорциональной (P - Ч7

2 +атС1о — (+бм 24,) Y -V

М где V2 — фазовый сдвиг, вносимый узкэполосным усилителем 7.

Переменная сэставляюшая напряжения через усилитель т временного напряжения 9 поступает на исполнительный двигатель 10, 6Î вэзбуждаамьнй напряжением частоты модуляФазомодулированное напряжение У, проходя через фазовращатель 3 с периодически подключаемым блоком 4-, подвергается дополнительной фазовой модуляции с периодом Я

Т. Так как модуляция переключателями 1 и

5 происходит с одной частотой, то ее можно сделать противофазной. В результате совместной модуляции фаза напряжения на выходе фазовращателя равна

И где W — целое число, 1. — период модуляции.

Фаза выходного напряжения переключателя при этом будет изменяться по закону у (+.)= " + " <" (t)„

2 2 гда <(t) =«p 2т Г/2 -ЬС(2п + )т/2, f (t) =-3 п и (2 я+4) Т/2с 42(щ )7/2, 4 Р2 И) + с- () (Ю

+ Ч+оП С -(1+ЫПМ)

1 где X - угол поворота ротора фазоврашателя.  — — постоянный фазовый сдвиг, вносимый фазовращателем; тав1.яюшая фазы напрлжения переключателя компенсируется переменной сэставляюшей ;,азы напр.=жечия фазэврашаталя, что и повышает точность преобразования,.

Ка чертеже представлена функциональная

7 .ема преобразователя фазового сдвига в л глово пер-ллашаниа, HB входы преобразователя поступают нап— ряжения UI = т 1п(ИААФ $q) и 2= . щ " (+92 .

1 2 фазовый сдвиг котэрых P= Є— Ч преээра— зуатся B yглэвэ перемешан IB оС . ОднО из напряжений LJ ) через автоматический нарек.пэчатель 1 и узкополосный усилитель

2 поступает на фазэврашатель 3 с однофазнэй апиткэй. Фазэсдвигаюший 6JTDK 4 ключан к выходным обмотка;. фазэврашате— ля чараз ав;-ол: тичаский переключатель 5. цепи управления переключателей 1 и 5 соединены между собой и подключены к генератору модулиэуюшей частоты б.

Цри нанрарь .внэй работе I BpBKJII0 I3 rB. III 1 на егэ выхэда формируется напряжение, состоя цее из пакетов вхэдных напряжений: фазовый сдвиг вносимый узкопэт 1 лэсным усилителем и другими .звеньями преобразовательного ка547635

Составитель И. Назаркина

Редактор Е. Гончар Техред И дсталош Корректор A. Гриценко

Заказ 6 30/96 Тираж 882 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., a, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ции от генератора 6. Вал двигателя через редуктор 1 l поворачивает ротор фазэврашателя 3 на угол при котором выполняется условие d.= — — . При изменении фа 1 2 г Д» зэвого сдвига между входными напряжени— ями g-= -ׄ— ×2 выполняется соотношение

ll 9 -= -а d», где h

Таким образом, угловое перемешение Ь4- щ пропорционально фазовому сдвигу Ь Р и не зависит от прогрешностей фазовращателя, фазовых сдвигов, вносимых узкополосными усилителями, дрейфа постоянной составляющей фазового дискриминатора и нестабильности 15 частоты сравнительных пэ фазе сигналов.

Формула изобретения

Преобразователь фазового сдвига в угло-20 вое перемещение вала, содержащий фазоврашатель, выходы которого через последовательно соединенные основной переключатель и фазосдвигаюший блок соединены с одним из входов фазового дискриминатора, другой

ВхОд кэторогэ соединен с Выходом избираTBJIbH0I усилителя, вход которого подключен к входной клемме преэбразэвателя,. выход фазового дискриминатора через усилитель переменнэг0 тэка сэединен с одним из входов исполнительного двигателя, выход KOтэрог0 через редуктор сэединен с одним из вхэдов фазовращателя, другой вход которого сэединен с выходом усилителя, о т EI н ч аю UL и и с я тем, что, с целью повь|шения точности преобразователя, в него Введены генератор мэдулирующей частоты и дополнительный переключатель, управляющий Вход которэгэ объединен с управляющим входом основного переключателя и с другим входом испэлнительнэ-0 двигателя и пэдключен к выходу генератэра мэдулируюшей частоты, выход дополнительного переключателя соединен с входом усилителя, сигнальчые входы дэпэлнительногэ переключателя подключены к входным клеммам преобразэвателя.