Регулятор положения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii 723499 (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 02.07.76 (21)2383234/18-24 (5! )М. Кл.

G 05 В 11/01 с присоединением заявки .%—

Государственный комнтет (23) Приоритет— по Мелам изобретений и открытнй

Опубликовано 25.03.80. Бюллетень № 11 (53) УДК 621.317. .39 (088.8) Дата опубликования описания 25.03.80 (72) Авторы изобретения

В. Н. Иванов и И. Е. Гутнер (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ПОЛОЖЕНИЯ

Изобретение относится к приборостроению и автоматике и может быть использовано в системах автоматического управления различными производственными процессами, в частности в электрагидравлических механизмах.

Известны регуляторы положения, неподвижная часть которых содержит магнитную систему из одного или нескольких электромагнитов, а подвижная часть подключена к выходу усилителя управляющего сигнала и соединена с уп1О равляемым элементом. В этих устройствах пропорциональность преобразования обеспечивается использованием уравновешивающих элементов (11.

Наиболее близким к предложенному явля15 ется регулятор положения, содержащий два дифференциально подключенных к усилителю электрического сигнала электромагнита, между соосно расположенными якорями которых размешен управляемый элемент. Устройство снабжено уравновешивающей пружиной, обеспечивающей пропорциональность между задающим сигналом и перемещением якорей электромагнитов совместно с управляемым элементом (2).

Ьыстродейстиие и точность такого регулятора положения зависят от характеристик уравновешивающей пружины. Для уменьшения ошибок по положению подвижной системы преобразователя, возникающих при воздействии на нее внешних возмущений, следует увели шть жесткость пружины, однако, это приводит к увеличению токов управления электромагнитов, т.е. к потерям мощности и уменьшению коэффициента полезного действия. Таким образом точность данного преобразователя, его способность подавлять внешние возмущения ограничены допустимым током управления и заданной величиной коэффициента полезного действия.

Недостаток устройства состоит в том, что необходимо поддерживать электрический так в обмотках электромагнитов даже при установившемся положении подвижной системы (если она установлена не в среднем положении), т.е. в момент, когда никакой полезной рабаты не совершается. Кроме того, наличие пружин уменьшает надежность преобразователя.

Цель изобретения — повышение точности и экономичности устройства.

72349

Цель достигается тем, что в устройство введены индуктивные датчики положения и

I блок сравнения, сердечники индуктивных датчиков положения установлены соосно и жестко соединены с якорями электромагнитов, обмотки индуктивных датчиков положения включены последовательно и подключены к одному входу блока сравнения, другой вход которого соединен с источником сигнала, а выход— со входом усилителя электрического сигнала.

Сущность изобретения поясняется чертежом, ра котором изображена схема устройства, управляемым элементом которого является золотник гидроусилителя.

Устройство содержит блок 1 сравнения, усилитель 2 электрического сигнала, электромагни. ты 3 и 4 толкающего типа с якорями 5 и 6, управляемый элемент 7 (золотник гидроусилителя) и индуктивные датчики 8 и 9 положения с сердечниками 10, 11 и обмотками 12, 13.

Блок 1 сравнения электрически связан с усилителем 2, в выходные цепи которого включены обмотки электромагнитов 3, 4. Электромагниты 3, 4 не связаны между собой в магнитном отношении и выполнены в отдельных 25 корпусах. Магнитная цепь каждого из электромагнитов 3, 4 выполнена с зазором с полюсами конической формы и подмагничена током, поступающим в обмотки указанных электромагнитов от усилителя 2. 30

Между расположенными соосно якорями 5, 6 закреплен управляемый элемент 7. Благодаря .подмагничиванию, якоря 5, 6 плотно поджаты к элементу 7, образуя единую подвижную систему. 35

В единых с электромагнитами 3, 4 корпусах

1 расположены индуктивные датчики 8, 9 положения. Обмотки 12 и 13 датчиков 8, 9 подключены к блоку 1 сравнения.

Устройство работает следующим образом. 40

Входной сигнал и сигнал датчиков 8, 9 положения сравниваются в блоке 1 сравнения, а затем их разность (сигнал рассогласования) поступает на вход усилителя 2, представляющего собой активный фильтр с заданными частот- 45 ными характеристиками. Здесь сигнал рассогласования усиливается и поступает на обмотки электромагнитов 3, 4.

Через обмотки электромагнитов 3, 4 протекает ток, задаваемый усилителем 2, который условно можно разделить на две составляющих.

Первая составляющая, называемая синфазным током, одинакова для обоих электромагнитов

3, 4 и обеспечивает их подмагничивание. Вторая составляющая, называемая дифференциальным током, также одинакова для обоих электромагнитов 3, 4, ее величина пропорциональна сигналу рассогласования, но подается она таким образом, что в одном из электромагнитов 3, 4

9 4 синфазный и дифференциальный токи суммируются, а в другом вычитаются.

Подача входного сигнала приводит к появлению равных и противоположно направленных изменений дифференциальных токов обмоток электромапппов 3, 4, т.е. в обмотке одного из электромагнитов 3, 4 ток уменьшается на некоторую величину, а в обмотке другого увеличивается на точно такую же величину, При изменении знака входного сигнала меняется и направление дифференциального тока.

При нулевом сигнале рассогласования, т.е. при полном соответствии положения элемента 7 и якорей 5, 6 задающему сигналу,.дифференциальный ток отсутствует, и в обмотках электромагнитов 3, 4 протекает только синфазный ток, подмагничивающий указанные электромагниты и обеспечивающий надежное соединение якорей 5, 6 с элементом 7.

При изменении входного сигнала на выходе блока 1 сравнения появляется сигнал рассогласования, приводящий к возникновению дифференциального тока, вследствие чего электромагниты 3, 4 развивают различные по величине усилия, Разностная сила, приложенная к подвижной системе преобразователя, приводит к леремещению этой системы в направлении. действия силы до того момента, когда сигнал датчикОв

8, 9 положения сравняется с задающим сигналом. Тогда сигнал рассогласования, дифференциальный ток и, следовательно, рэзностная сила электромагнитов 3, 4 примут нулевое значение.

Аналогичным образом работает устройство и при воздействии на его подвижную систему внешних возмущений, например, гидродинамических сил, приводящих к смещению подвижной системы из заданного положения. Однако в этом случае появление дифференциального тока приводит к компенсации внешних возмущений разностной силой электромагнитов 3, 4.

Смещение подвижной системы, соответствующее необходимому для компенсации возмущений дифференциальному току, является ошибкой устройства, которая тем меньше, чем больше коэффициент передачи усилителя 2.

Высокая точность отработки задающего сигнала и уменьшение влияния внешних возмущений обеспечены использованием чувствительного датчика положения и большим коэффициентом передачи усилительного устройства.

Уменьшение потребляемой устройством мощности обусловлено тем, что ток управления протекает через обмотки электромагнитов только при наличии сигнала рассогласования на выходе устройСтва сравнения и прекращается с приходом подвижной системы устройства в заданное положение.

723499

Формула изобретения

Регулятор положения, содержащий два дифференциально подключенных к усилителю электрического сигнала электромагнита, между соосно расположенными якорями которых размещен управляемый элемент, о т л и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения точности и экономичности устройства, s него введены индуктивные датчики положения и блок сравнения, сердечники индуктивных датчиков положения установлены соосно и жестко соединены с якорями электромагнитов, обмотки индуктивных датчиков положения включены последовательно и подключены к одному входу блока сравнения, другой вход которого соединен с источником сигнала, а выход — со входом усилителя электрического сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Козлов Н. П. и др. Электромагнитные пропорциональные управляющие элементы.М.— Л., 1О Энергия, 1966, с. 21, рис. 9.

2. Schaefev G. W. An electrically operated

hidrau! ic coutrol valve. Bell System Tech.6. 1957, v 36, N 3. (прототип).

8 4В

ЦНИИПИ Заказ 925/12 Тираж 956 Подписное

Филиал! П1П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4