Электрогидравлическая рулевая машина

 

(11)

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.10.81 (21) 3346486/27-11 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

В 63 Н 25/30

Гоаударстиевлме комитет

СССР (53) УДК 629.12.02/ 09 (088 8) Опубликовано 23.02.83. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 28.02.83 оо делам лаебретеник и открмтий (72) Авторы изобретения

В. Н. Вильчинский, Ц. И. Грозная, Н

А. В. Киев и В. Г. Поля (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РУЛЕВАЯ МАШИНА

4 1

Изобретение относится к судостроению, в частности к электрогидравлическим рулевым машинам.

Известна электрогидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный механизм объемного вытеснения, связанный с насосом через распределитель с электромагнитным управлением, а также узел управления распределителем, включающий источник питания, датчик угла поворота штурвала, связанный электрическими цепями через коммутатор с двумя силовыми диодами, двумя форсирующими резистивно-емкостными цепочками, двумя оптронами с фототиристорами и фазочувствительным формирователем сигналов управления упомянутыми оптронами с катушками электромагнитов распределителя, зашунтированными силовыми диодами (11.

Недостатком известной электрогидравлической рулевой машины является малая надежность ее работы.

Цель изобретения — повышение надежности в работе.

Поставленная цель достигается тем, что в электрогидравлической рулевой машине датчик угла поворота штурвала включает

2 вращающийся трансформатор, ротор которого кинематически связан со штурвалом, а коммутатор содержит два силовых тиристора, при этом силовой .тиристор, форсирующая резистивно-емкостная цепочка

5 и катушка электромагнита распределителя включены последовательно между собой, силовые тиристоры подключены синфазно к источнику питания, к которому подключена обмотка возбуждения вращающегося трансформатора, одни концы синусной, косинусной и квадратурной обмоток которого соединены между собой, а другие их концы подключены к входу фазочувствительного формирователя сигналов управления оптронами, к выходу которого подключены встречно-параллельно соединенные диоды оптронов, фототиристоры которых включены в цепь питания управляющих электродов силовых тиристоров.

Кроме того, фазочувствительный форми20 рователь сигналов управления оптронами включает шесть диодов и три резистора, причем аноды двух упомянутых диодов подключены к вторым упомянутым концам синусной и косинусной обмоток вращающегося трансформатора, а катоды этих диодов

998233 через нагрузочные резисторы подключены к . второму упомянутому концу квадратурной обмотки вращающегося трансформатора, при этом выход фазочувствительного формирователя сигналов управления оптронами зашунтирован двумя встречно-параллельно включенными цепочками, каждая из которых включает два последовательно соединенных между собой остальных из упомянутых диода, причем одни, соединенные между собой, концы цепочек подключены к катоду одного из первых двух диодов, а другие, соединенные между собой, концы цепочек подключены через балластный резистор к катоду второго из первых двух диодов.

На фиг. 1 приведена функционально-принципиальная схема гидравлической рулевой машины и устройства управления; на фиг. 2зависимость напряжения на двух последовательно включенных диодах от угла поворота ротора вращающегося трансформатора.

Электрогидравлическая рулевая машина содержит силовой исполнительный механизм 1 объемного вытеснения, гидравлически связанный с насосом 2 через распределитель 3 с электромагнитным управлением.

Узел 4 управления распределителем состоит из вращающегося трансформатора 5, датчика угла поворота штурвала 6, ротор 7 которого кинематически связан со штурвалом 6, а обмотка 8 возбуждения трансформатора подключена к источнику 9 питания переменного тока, фазочувствительного формирователя 10 сигналов управления и коммутатора 11. Коммутатор 11, выходы которого подключены к катушкам электромагнитов 12 и 13, а вход вместе с, обмоткой 8 возбуждения вращающегося трансформатора 5 — к источнику 9 питания, состоит из силовых тиристоров 14 и 15, силовых диодов 16 и 17, форсировочных резистивно-емкостных цепочек из параллельно включенных резисторов 18 и 19 и конденсаторов 20 и 21, двух тиристорных оптронов 22 и 23, защитных диодов 24 и 25, балластного резистора 26. Цепи управления тиристорных оптронов 22 и 23 через защитные диоды 24 и 25 подключены встречно-параллельно на выход формирователя 10 сигналов управления, а их фототиристоры через балластный резистор 26 — к анодам и управляющим электродам тиристоров 14 и 15.

Фазочувствительный формирователь сигналов управления тиристорными оптронами выполнен на базе шести диодов 27 — 32 и трех резисторов ЗЗ вЂ” 35. Вход формирователя подключен к синусно" 36, косинусно" 37 и квадратурной 38 обмоткам вращающегося трансформатора 5. Одни концы синусной 36, косинусной 37 и квадратурной 38 обмоток вращающегося трансформатора соединены между собой. Аноды двух диодов 27 и 28

4 подключены к другим вторым концам синусной и косинусной обмоток трансформатора, а их катоды через нагрузочные резисторы 33 и 34 — к другому второму концу квадратурной обмотки 38 трансформатора.

Сигнал управления снимается с двух цепочек, состоящих каждая из двух последовательно включенных диодов 29, 30 и 31, 32, подключенных одними концами через балластный резистор 35 к катоду диода 27, а другими концами подключенных к катоду диода 28.

Электрогидравлическая рулевая машина работает следующим образом.

При включении приводного двигателя насоса 2 подается питание на узел управления распределителем, при отсутствии необходимости в перекладке руля приводной двигатель работает вхолостую, поскольку золотник распределителя 3 находится в среднем положении.

При повороте штурвала 6, например, вправо, поворачивается и ротор 7 вращающегося трансформатора 5, при этом возрастает амплитуда напряжения на включенных последовательно диодах 29, 30 и 31, 32.

При достижении величины порядка 2 В, она ограничивается балластным резистором

35. Это напряжение прикладывается к диоду оптрона 23 в проводящем направлении и по нему течет ток. Диод 24 исключает подачу напряжения на диод оптрона 22.

Протекание тока по диоду оптрона 23 вызывает открытие его тиристора и через него по цепи: от анодов тиристоров 14 и 15, балластный резистор 26, управляющий электрод тиристора 15, его катод, потечет ток управления тиристором 15, который включается. Включение его обеспечивает подключение электромагнита 13 через форсировочную цепочку из конденсатора 21 и резистора 19 к источнику питания. Ток заряда конденсатора 21 обеспечивает форсированное включение электромагнита 13 и золотник распределителя 3 перемещается вправо.

Силовой исполнительный механизм 1 подключается к магистралям насоса и руль начинает перемещаться вправо.

При возвращении штурвала 6 в нулевое положение напряжение на выходе формирователя 10 равно нулю и оптрон 23 отключается, а следовательно, отключается и тиристор 15. Электромагнит 13 обесточивается, золотник возвращается в среднее положение, исполнительный механизм 1 становится на гидрозамок, руль отклоняется вправо. При необходимости перекладки руля в нулевое положение или при перекладке влево, штурвал 6 поворачивают в левую сторону. При этом полярность напряжения на диодах 29 — 32 меняет знак и теперь обтекается током анод оптрона 22, что приводит к открытию тиристора 14 и срабатыванию электромагнита 12 распреде998233 лителя. В этом случае золотник распределителя 3 перемещается влево и подключает силовой механизм к насосу таким образом, что руль перемещается влево. Угол поворота руля определяется временем, на протяжении которого штурвал 6 находится в отклоненном состоянии.

Предлагаемая рулевая машина имеет значительно меньшее количество функциональных узлов, кинематических и электрических связей, что обеспечивает повышенную надежность. В предлагаемой машине отсутствуют .функциональные узлы, требующие настройки и регулировки в процессе эксплуатации. Фазочувствительный формирователь импульсов управления тиристор- 1S ными оптронами обеспечивает выдачу сигналов управления при малых углах отклонения ротора вращающегося трансформатора, что повышает чувствительность схемы и упрощает кинематическую связь штурвала и вращающегося трансформатора.

Применение вращающегося трансформатора значительно сокращает габариты задающего устройства и упрощает конструкцию пульта управления.

Технико-экономический эффект предлагаемой электрогидравлической рулевой машины заключается в значительном повышении надежности ее работы по сравнению с машинами типизированного ряда.

Формула изобретения

1. Электрогидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный механизм объемного вытеснения, связанный с насосом через распределитель с электромагнитным управлением, а также узел управления распределителем, включающий источник питания, датчик угла поворота штурвала, связанный электрическими цепями через коммутатор с двумя сило- 4О ными диодами, двумя форсирующими резистивно-емкостными цепочками, двумя оптронами с фототиристорами и фазочувствительным формирователем сигналов управ,ления упомянутыми оптронами с катушками электромагнитов распределителя, зашунтированными силовыми диодами, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе, датчик угла поворота штурвала включает вращающийся трансформатор, ротор которого кинематически связан со штурвалом, а коммутатор соедржит два силовых тиристора, при этом силовой тиристор, форсирующая резистивно-емкостная цепочка и катушка электромагнита распределителя включены последовательно между собой, силовые тиристоры подключены синфазно к источнику питания, к которому подключена обмотка возбуждения вращающегося трансформатора, одни концы синусной, косинусной и квадратурной обмо- ток которого соединены между собой, а другие их концы подключены к входу фазочувствительного формирователя сигналов управления оптронами, к выходу которого подключены встречно- параллельно соединенные диоды оптронов, фототиристоры которых включены в цепь питания управляющих электродов силовых тиристоров.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что фазочувствительный формирователь сигналов управления оптронами включает шесть диодов и три резистора, причем аноды двух упомянутых диодов подключены к вторым упомянутым концам синусной и косинусной обмоток вращающегося трансформатора, а катоды этих диодов через нагрузочные резисторы подключены к второму упомянутому концу квадратурной обмотки вращающегося трансформатора, при этом выход фазочувствительного формирователя сигналов управления оптронами зашунтирован двумя встречно-параллельно включенными цепочками, каждая из которых включает два последовательно соединных между собой остальных из упомянутых диода, причем одни, соединенные между собой, концы цепочек подключены к катоду одного из первых двух диодов, а другие, соединенные между собой, концы цепочек подключены через балластный резистор к катоду второго из первых двух диодов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3338364/11, кл. В 63 Н 25/30, 19.08.81 (прототип) .

998233 фиг. /

Составитель В. Старых

Редактор А. Шишкина Техред И. Верес Корректор А. Дзятко

Заказ 1046/31 Тираж 458 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4