Электромеханический привод с ограниченным перемещением

 

(72) Автор изобретения

IO.À. Симаков (7l) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД С ОГРАНИЧЕННЫМ

ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ

Изобретение относится к автомати-: ческому регулированию и управлению и может быть использовано в автоматике, вычислительной технике, в системах дистанционного управления и навигационных приборах.

Известны электромеханические приводы (следящие системы, интеграторы) с ограниченным углом поворота исполнительной оси, содержащие источник входного сигнала, двухтактный предварительный усилитель, двухтакт— ный выходной усилитель, двигатель, кулачковый механизм и ограничительные контакты, два транзисторных ключа, включенные параллельно обоим входам двухтактного выходного усилителя .(1).

Недостатками данной следящей системы являются, наличие на входе усилителя остаточного напряжения (часть опорного напряжения через переход база - коллектор транзисторов проникает на вход усилителя) при срабатывании схемы отключения двигателй и невозможность испол ьзования данной схемы в электромеханических приводах (следящих систем) постоянного тока с коллекторными двигателями и линейными усилителями постоянного

S тока.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электромеханический интегратор, содержащий источник входного сигнала, подключенный к усилителю интегрирующего привода, двигатель, тахогенератор, линейный вращающийся трансформатор, кулачок, с которым связаны концевые выключатели, два опорных трансформатора, подключенных один.к выходу второго усилителя, второйк двум полуобмоткам сетевого трансформатора; две пары транзисторных ключей, подключенных к обмотке се. тевого трансформатора и к управляю щему входу переключателя f2).

Известные электромеханические приводы работают на переменном токе, 3 93 а при работе на постоянном токе снятие объекта регулирования с упора происходит рывком, при подаче на вход сигнала большого уровня, что приводит к ненадежной их работе.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и упрощение привода.

Поставленная цель достигается тем, что в электромеханическии привод с ограниченным перемещением, содержащий последовательно соединенные источник входного сигнала, первый ключ, усилитель, двигатель, механически связанный с объектом регу лирования, кулачковым механизмом с двумя контактами и датчиком скорости, выход которого соединен с вторым входом усилителя, введены компаратор, второй ключ, два инвертора и элемент 2И-2И-2ИЛИ-НЕ, два входа которого соединены с соответствующими контактами кулачкового механизма, третий вход через первый инвертор, четвертый вход непосредственно соединены с выходом компаратора, вход которого подключен к источнику входного сигнала, выход элемента

2И-2И-2ИЛИ-HE подключен к управляющему.входу первого ключа и через второй инвертор к управляющему входу второго ключа, информационный вход которого подключен к первому входу усилителя, а выход - к общей шине.

На чертеже изображена схема электромеханического привода с ограниченным перемещением. Привод содержит источник 1 входного сигнала, усилитель 2, двигатель 3, объект 4 регулирования, датчик 5 скорости, кулачковый механизм

6 с контактами 7 и 8 и компаратор 9, элемент 2И-2И-2ИЛИ-НЕ 10, инверторы 11 и 12, ключи I3 и 14, синхронный детектор 15, переключатель 16, источник 17 питания.

Электромеханический привод с ограниченным движением на постоянном токе работает следующим образом.

Переключатель 16 устанавливается в положение, когда напряжение с выхода источника 17 питания поступает на вход компаратора 9, минуя синхронный детектор 15.

Напряжение с выхода источника 1 входного сигнала определенного зна ка, например "+", поступает через открытый электронный ключ 13, усили0240 левую шину. Наличие жесткой отрицательной обратной связи по скорости способствует быстрому останову двигателя 3.

4$

При изменении знака на выходе источника 1 входного сигнала на противоположный, превышающий по величине напряжение гистерезиса компаратора, на выходе компаратора 9 появляется напряжение логической единицы, которое поступает на вход элемента 2И-2И-2ИЛИ-НЕ 10 и, пройдя через первый инвертор 11, на вход элемента 2И-2И-2ИЛИ-НЕ 10 поступает логическим нулем. На выходе элемента 2И-2И-2ИЛИ-НЕ 10 появляется. напряжение логической единицы, которое открывает .ключ 13 и закрывает, через второй инвертор 12, ключ 14. Напряжение с источника входного сигнала проходит

4 тель 2 на двигатель 3. Последний начинает вращаться, приводя в движение объект 4 регулирования и кулачковый механизм 6. Ключ 14 закрыт и на работу электромеханического интегратора влияния не оказывает.

Одновременно с выхода источника

1 входного сигнала напряжение поступает на вход компаратора 9. Компара-! в тор представляет операционный усилитель с положительной обратной связью.

Положительная обратная связь придает компаратору гистерезисные свойства, что позволяет устранить ложные срабатывания его при малых условиях сигнала, близких по величине к уровню шумов.

При появлении на входе компаратора 9 сигнала определенного знака, например "+", на его выходе устанавливается напряжение логического нуля, которое поступает на вход элемента

2И-2И-2ИЛИ-НЕ 10, а через инвертор ll проходит напряжение логической единицы. При этом же знаке входного сигнала двигатель 3 вращается, например, против часовой стрелки, и кулачок кулачкового механизма

6 замыкает контакт 8, расположенный на правом пределе эоны перемещения.

В этот момент напряжение логической единицы поступает на второй вход элемента 2И-.2И-2ИЛИ-НЕ,10 и на его выходе появляется напряжение логического нуля, которое закрывает эле, ктронный ключ 13 для прохождения сигнала и открывает электронный ключ

14, шунтируя вход усилителя 2 на ну5 930 через открытый ключ 13, усилитель 2 на двигатель 3, и последний начинает вращаться в противоположную сторону.

При этом объект 4 регулирования снимается с упора плавно, с малой скоростью, что обеспечивает его надежную. работу.

Если при этом же знаке напряжения источника входного сигнала кулачковый механизм 6 замыкает контакт 7, расположенный на левом пределе зоны перемещения, напряжейие логической единицы поступает на вход элемента

2И-2И-2ИЛИ-НЕ 10 и на его выходе будет напряжение логического нуля, что опять приводит к закрыванию ключа

13 и открыванию ключа 14, двигатель

3 останавливается.

Таким образом обеспечивается надежная работа электромеханического привода с ограниченным перемещением при незначительных габаритах дополнительной электронной аппаратуры.

Электромеханический привод электронной аппаратуры с ограниченным перемещением на переменном токе работает следующим образом.

Напряжение переменного тока с выхода источника 17 питания поступает на вход синхронного детектора 15. зо

Переключатель 16 устанавливается в пьложение, когда с выхода синхронного детектора 15 напряжение угла постоян. ного тока разной полярности, в зависимости от фазы входного напряжения, з поступает на вход компаратора 9 с петлей гистерезиса. Далее работа электромеханического привода с ограниченным перемещением происходит аналогично работе электромеханического àî привода на постоянном токе.

На практике в электромеханическом приводе применяются двигатель

ДИ-22Т с электромашинным усилителем

ЭИУ-328 и усилитель постоянного тока 4s для управления электромаШинным усилителем.

Петля гистерезиса компаратора выбирается + 10 мВ.

Несмотря на принципиальное разли- о чие источников входного сигнала 1, усилителей 2, двигателей 3, тахоге- .

240 6 нераторов постоянного и переменного тока, введение синхронного детектора, переключателя, двух инверторов, компаратора, схемы 2И-2И-2ИЛИ-НЕ и двух электронных ключей в электромеханический привод позволяет о6еспечить надежную работу такого привода в ограниченной зоне перемеще1 ния как на постоянном, так и на переменном при незначительных аппаратурных затратах как по габариту, так и по стоимости.

Формула изобретения

Электромеханический привод с ограниченным перемещением, содержащий последовательно соелиненные источник входного сигнала, первый ключ, усилитель, двигатель, механически связанный с объектом регулирования, кулачковым механизмом с двумя контактами и датчиком скорости, выход которого соединен с вторым входом усилителя, отличающийся тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей и упрощения привода, он содержит компаратор, второй ключ, два инвертора и элемент

2И-2И-2ИЛИ-НЕ, два входа которого соединены с соответствующими контак" тами кулачкового механизма, третий вход через первый инвертор, четвертый вход непосредственно соединены с выходом компаратора, вход которого подключен к источнику входного сигнала, выход элемента 2И-2И-2ИЛИ-НЕ подключен к управляющему входу первого ключа и через второй инвертор к. управляющему входу второго ключа, информационный вход которого под- ключен к первому входу усилителя, а выход - к общей шине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 598020, кл. G 05 В ll/14, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

N 604007, кл. G 06 G 7/18, 1976 .{прототип)..

930240

Составитель 8. Грибова

Редактор Н. Лазаренко Техред M. Рейвес

Корректор С. Шекмар .

Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3468/61 Тираж 908

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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