Электромеханическое устройство для выработки модуля и аргумента вектора

ОП И САН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

328423

Союз Советских

Сскиалистических

Республик

Зависимое от авт. свпдетсльства М

Заявлено 15Х.1970 (Ме 1438781/18-24) И. Кл. С 05Ь 11!12 с присоединением заявки Хе

Комитет па делам иаабретвиий и открытку

llpH Совете MNHNcTpcR

СССР

Приоритет

Опубликовано 02Л1.1972. Бюллетень No 6

Дата опубликования описания 10.IV.1972

УДК 621.3.078-503.53 (088.8) Авторы изобретения

A. И. Равкин и А. В. Титов

Заявитель

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАБОТКИ

МОДУЛЯ И АРГУМЕНТА ВЕКТОРА

Изобретение относится к области автоматики и измерительной техники.

Известны схемы электромеханических устройств для выработки модуля и аргумента вектора по его составляющим, содержащие следящие системы выработки аргумента и модуля, выполненные в виде трансформаторов, подключенных через соответствующие усилители к исполнительным двигателям, роторы которых кинематически связаны с роторами трансформаторов и шкалами аргумента и модуля.

В этих устройствах добротность следящсй системы аргумента зависит от вели пшы модуля. Если модуль вектора мсняегся в широких пределах, то прн малых значениях модуля добротность следящей системы аргумента понижается настолько, что следящая системз становится «вялой» и значительно увеличивается ошибка измерения аргумента.

Для автоматической регулировки добротности следящей системы аргумента известна автоматическая регулировка усиления (АРУ) усилителя, входящего в эту следящую систему. Однако АРУ усложняет усилитель, делает его менее надежным. Кроме того, наличие в одном устройстве разных усилителей неудобно или невыгодно.

Цель изобретения — создание нового способа автоматической регулировки добротносгп следящей системы аргумента, позволяющего унифицировать усилители следящих систем модуля и аргумента.

Это достигается тем, что в контур следящей системы аргумента введен элемент автоматической регулировки добротности, например вращающийся трансформатор или потенциометр, связанный с валом отработки следящей системы модуля через эксцентрнковый

10 механизм, причем вход элемента автоматической регулировки добротности подключен к выходу синуспо-коспнусного трансформатора, а выход — к усилителю следящей системы выработки аргумента.

15 Прн повороте вала следящей системы модуля на угол, пропорциональный величине модуля, этот вращающийся трансформатор поворачивается на такой угол, что его передаточньш коэффициент становится обратно про20 порцпопальпым величине модуля.

Во многих случаях можно обойтись и без эксцентрика, связывая вращающийся трансформатор обычной передачей со следящей системой модуля, если использовать участок

25 косинусной зависимости выходного сигнала

ВТ, в той или иной степени приближающейся к гиперболе, или профильный потенциометр.

На чертеже показана функциональная схема электромеханического устройства для вы30 работки модуля и аргумента вектора.

328423

15

45

65 (2) U, = К„Ф.Si«I(— а), Схемы содерж««т: синус lo-косинусныи вращающийся трансформатор 1, работающии в режиме нострОнтеля вектора; исполнительный двигатель o.lедмщей системы вырыботки

ыр«ументы; уснлнгель 8 следящей системы выработки аргументы; усилитель 1 следмщеи системы ВырыООткн модуля; элемент о ывтоъ(атическои регулировки доброт1«ости следящей системы выработки clpl ументы, например 01 линеинын врыщы«Ощиися трансформатор ь, являющийся элементом обратной связи следящей системы выраоотки модуля; смещыющии трансформатор 7 для расширения зоны линЕйности 10 1 с 00 до 120; исполнительныи двигатель 8 criegalllell системы выраооткн Aioдуля; кулачковый механизм 9 и схему 10 сравнения.

Синусно-косинусный вращающийся трансформатор 1, работающий в режиме построителя вектора, электрически связан с устройством, выдающим напряжения, пропорциональные ортогональным составляющим некоторого вектора. Синусная обмотка трансформатора 1 через элемент 5 автоматическои регулировки дооротности подключена к входу усилителя 8. выход усилителя 8 подсоединен к обмотке управленим двигателя 2, который через редуктор связан с ротором трансформытора 1.

Сигнал с KoolIHóñíolrl обмотки трансформатора 1 поступает в схему 10 сравнения с сигналом трансформатора b. Разность напряжений с косинусной оомотки трансформатора 1 и с трансформатора б подается на вход усилителя 4. выход усилителя 4 подключен к оомотке управления двигателя 8, который механически связан с ротором трансформатора о и через кулачковый механизм 9 с элементом 5 автоматической регулировки добротности.

Усилитель 8 и двигатель 2 образуют следящую систему выработки аргумента, а трансформатор б со смещающим трансформатором /, усилитель 4 и двигатель 8 — следящую систему выработки модуля, Устройство работает следующим образом.

При подаче на векторный построитель напряжений У„и Uö, пропорциональных составляющим вектора, в векторном построителе индуктируется магнитный поток, величина которого определяется по формуле

Ф = К / «.12+ « .1, (1) где К вЂ” учитывает коэффициент трансформации трансформатора 1 и связь между размерностями напряжения и магнитного потока.

Направление магнитного потока определяется по формуле р = arctg

U, Uy

Б синусной обмотке векторного построителя индуктируется напряжение где К вЂ” учитывает связь между размерностями магнитного потока и напряжения; а — угол поворота ротора векторного построителя от нулевого положения; — угол, определяющий направление магнитного потока в векторном построителе.

При малых ср — а формулу (3) можно переписать в виде и,=К„a (—.), Подставляя в выражение (4) выражение (1) получим

u, = к. к Ги„+ и, « †.). pl

Так как PU„+U есть модуль вектора, передаточный коэффициент синусной обмотки векторного построителя

К «и — — " — — К„1«.e) > + 1

$ — 7. прямо пропорционален величине измеряемого модуля.

Напряжение с синусной обмотки векторного построителя через элемент 5 автоматической регулировки добротности поступает на усилитель 8, С выхода усилителя напряжение прикладывается к обмотке управления двигателя 2. Двигатель 2 поворачивает ротор векторного построителя до тех пор, пока напряжение, индуктируемое в синусной обмотке, не станет равным нулю, т. е. пока синусная обмотка не встанет в положение, перпендикулярное направлению магнитного потока

Ф («р=а).

При этом в косинусной обмотке векторного построителя, которая совпадает с направлением магнитного потока, индуктируется напряжение

И =К У u уи () где К, — коэффициент трансформации векторного построителя.

Разность напряжения U> и напряжения с трансформатора б подается на усилитель 4, выход которого подключен к обмотке управления двигателя 8. Двигатель 8 вращает ротор трансформатора б до тех пор, пока напряжение, снимаемое с него, не станет равным напряжению U2. А так как связь между выходным напряжением трансформатора б и углом поворота его вала линейная, вал поворачивается на угол, пропорциональный модулю вектора. Элемент 5 автоматической регулировки добротности связан с двигателем 8 через эксцентрик, профиль которого рассчитан таким образом, что при повороте вала двигателя на угол, пропорциональный модулю вектора, ротор трансформатора поворачивается на угол, обратно пропорциональный модулю вектора, Разумеется исключается случай

328423

1/В+&=О нлн 1 (Уз+С", близко к нулю, так как при этом угол поворота должен стремиться к бесконечности. Для этих случаев профиль эксцентрика отклоняется от закона обратной пропорциональности.

Таким образом, при повороте вала двигателя 8 на угол, пропорциональный)/Ц2 I U, Г х у элемента автоматической регулировки добротности передаточный коэффициент обратно пропорционален )/ U„+ U . В контуре следящей системы аргумента одно звено (синусная обмотка векторного построителя) имеет передаточный коэффициент, пропорциональный )/ 0 „ + U, другое звено элемент автоматической регулировки добротности — передаточный коэффициент, обратно пропорциональный / У + U, у других звеньев этого контура (усилитель 8, двигатель 2) передау точныекоэффициентыне зависят от)/ U +U

Следовательно, добротность этой следящей системы в определенном диапазоне изменения модуля не зависит от его величины.

1О

Предмет изобретения

Электромеханическое устройство для выработки модуля и аргумента вектора, содержащее следящие системы выработки аргумента и модуля, выполненные соответственно в виде синусно-косинусного вращающегося трансформатора и линейного вращающегося трансформатора, подключенных через соответствующие усилители к исполнительным двигателям, роторы которых кинематически связаны соответственно с роторами вращающихся трансформаторов и шкалами аргумента и модуля, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно содержит элемент автоматической регулировки добротности, например вращающийся трансформатор, механически связанный через эксцентриковый механизм с валом двигателя следящей системы выработки модуля, причем вход элемента автоматической регулировки добротности подключен к выходу синусно-косинусного трансформатора, а выход — к усилителю следящей системы выработки аргумента.

328423

Составитель В. Чистов

Корректор О. Тюрина

Редактор И. Грузова

Техред 3. Тараненко

Типография, пр. Сагунова, 2

Заказ 712/9 Изд. № 183 Тираж 448 Подг,исное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5