Бесконтактный реверсивный тахогенератор постоянного тока

 

1. БЕСКОНТАКТНЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ ТАХОГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий бесконтактный синхронный генератор, многофазная обмотка якоря которого соединена с цепью нагрузки через выпрямитель и блок изменения полярности, управляющий вход которого соединен с выходом блока определения наЧ г правления вращения, один из входов которого соединен по крайней мере с двумя фазами синхронного генератора, блок изменения полярности и блок определения направления вращения содержат дифференциальные усилители, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности преобразования скорости вращения в напряжение, блок изменения полярности снабжен дополнительно ключом, усилитель этого блока выполнен с коэффициентом усиления по прямому входу , в два раза больщим коэффициента усиления по обратному входу, силовые цепи ключа подсоединены последовательно с цепью прямого входа, а управляющая цепь ключа соединена с выходом блока определения направления вращения, первый выходной зажим выпрямителя соединен с обратным входом усилителя, а второй - с силовым зажимом ключа. Фиг /

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5D Н 02 К 2906

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3446279/24-.07, 3456696/24-07 (22) 02.06.82 (46) 23.06.85. Бюл. № 23 (72) 3. Г. Церцвадзе, М. С. Лилуашвили, P. Д. Двалишвили и Т. Г. Мчедлишвили (53) 621.313.13.014.2:621.382 (088.8) (56) Бродовский В. Н. и др. Бесколлекторные тахогенераторы постоянного тока. М., Энергоиздат, 1982, с. 47 — 58.

Заявка ФРГ № 2935525, кл. Н 02 К 29/02, опублик. 1981. (54) (57) 1. БЕСКОНТАКТНЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ ТАХОГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий бесконтактный синхронный генератор, многофазная обмотка якоря которого соединена с цепью нагрузки через выпрямитель и блок изменения полярности, управляющий вход которого соединен с выходом блока определения на„„SU„„1163431 А правления вращения, один из входов которого соединен по крайней мере с двумя фазами синхронного генератора, блок изменения полярности и блок определения направления вращения содержат дифференциаль ные усилители, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования скорости вращения в напряжение, блок изменения полярности снабжен дополнительно ключом, усилитель этого блока выполнен с коэффициентом усиления по прямому входу, в два раза большим коэффициента усиления по обратному входу, силовые цепи ключа подсоединены последовательно с цепью прямого входа, а управляющая цепь ключа соединена с выходом блока определения направления вращения, первый выход- Я ной зажим выпрямителя соединен с обратным входом усилителя, а второй — с силовым зажимом ключа.

1163431

2, ".ахогенератор по п. 1, отличающийся тем, что блок определения направления вращсшгя содержит две интегрирующих или две дифференцирующих цепи и два фазочувствительных выпрямителя, причем две фазные обмотки синхронного генератора, сдвинутые одна относительно другой на

90 эл. град. соединены с входами соответственно первой и второй интегрирующей или дифференцирующей цепи и основными входами соответственно первого и второго фазочувствительных выпрямителей,, выходы первой и второй интегрирующей или дифференцирующей цепи соединены с опорными входами соответственно второго и первого фазочувствительных выпрямителей, выходы фазочувствительных выпрямителей соединены с входами дифференциального усил ител я этого блока.

3. Тахогенератор по п. 1, отличающийся тем, что блок определения направления вращения содержит индукционный редуктосин, 1

Изобретение относится к измерительнойтехнике и электрическим машинам и может быть использовано в следящих системах, применяемых в станкостроении, электромобилях и других отраслях техники.

Цель изобретения — повышение точности преобразования скорости вращения в напр яжен не.

На фиг. 1 представлена функциональная схема бесконтактного реверсивного тахогенератора постоянного тока; на фиг. 2 — графики выходных напряжений фазочувствительных выпрямителей и дифференциального усилителя блока изменения полярности; на фиг. 3 — вариант тахогенератора с другим блоком определения направления вращения.

Выводные концы многофазной обмотки 1, соединенной в звезду, через резисторные делители соединены с входами многофазного выпрямителя 2, выход которого соединен с одним из входов непосредственно, а с другим входом — через ключ 3 дифференциального усилителя 4. На фиг. 1 представлен вариант, когда выход многофазного выпрямителя соединен с инверсным входом дифференциального усилителя 4 непосредственно, а с прямым входом — через ключ 3).

Фазные обмотки 5 и 6 синхронного генератора, сдвинутые одна относительно другой на 90 эл. град., соединены соответственно с входами интеграторов 7 и 8 и с основными вал которого соединен с валом синхронного генератора, четыре фазочувствительных выпрямителя и источник опорного высокочастотного напряжения, две фазные обмотки синхронного генератора, сдвинутые относительно одна другой на 90 эл. град., соединены с основными входами первого и второго фазочувствительных выпрямителей, выходы которых соединены с входами дифференциального усилителя, выход которого соединен с управляющим входом ключа, опорные входы первого и второго фазочувствительных выпрямителей соединены с выходами третьего и четвертого фазочувствительных выпрямителей, первые входы которых соединены с фазными обмотками индукционного редуктосина, ротор которого механически соединен с ротором синхронного генератора, к вторым входам третьего и четвертого фазочувствительных выпрямителей подключен источник высокочастотного напряжения.

2 входами фазочувствительных выпрямителей 9 и 10. Выходы интеграторов 7 и 8 соединены с опорными входами соответственно фазочувствительных выпрямителей 10 и 9.

Выходы фазочувствительных выпрямителей соединены соответственно с первым и вторым входами дифференциального усилителя 11, выход которого соединен с управляющим входом ключа 3 Выходом всего устройства является выход дифференциального усилителя 4.

Тахогенератор работает следующим образом.

К и К вЂ” коэффициенты пропорциональности по разным входам дифференциального усилителя. Напряжение на выходе многофазного выпрямителя 2 равно Uq = Krd, где и)— скорость вращения вала. Знак напряжения

Uq не зависит от направления вращения.

Параметры дифференциального усилителя (входные сопротивления, сопротивление обратной связи — не показаны) подобраны таким образом, что коэффициент усиления по прямому входу в два раза больше коэффициента усиления по обратному входу, поэтому при включенном состоянии ключа 3 на выходе дифференциального усилителя 4 имеем напряжение

1- = K(e(K +Ko6) = Кш(2Коб Ko6) =

= К Ки.и), где Кар-коэффициент усиления по прямому

30 входу;

1163431

Коб — коэффициент усиления по обратному входу (К р — — 2К б), а при отключенном состоянии ключа 3

U4 = К Коб

Таким образом, знак напряжения 11„ зависит от состояния ключа, следовательно, для правильной работы тахогенератора при одном направлении вращения ключ должен быть включен, а при другом направлении— отключен.

Напряжения фазных обмоток 5 и 6 равны

Us = Un sin xt = К,. си.sinwt;

Us = +U cos(et = К И соьМ, где U — — К Ю вЂ” амплитуда фазного напряжения, знак «+» соответствует положительному направлению вращения, а знак « — » — 15 отри цательному.

Выходные напряжения интеграторов 7 и и 8 равны

11г = - (— ) U созе = — К1 cosQf;

U —— U sin(dt = =К,з1п«1.

Напряжения Uq u Uq находятся в фазе при положительном направлении вращения и в противофазе при отрицательном направлении вращения. Напряжения же Uq и Ц находятся в фазе при отрицательном направлении вращения и в противофазе при положительном направлении вращения. Следовательно, при положительном направлении вращения на выходе фазочувствительного выпрямителя 9 имеем пульсирующее напряжение положительного знака (фиг. 2а), а на выходе фазочувствительного выпрямителя

10 — пульсирующее напряжение отрицательного знака (фиг. 2б), которое сдвинуто от- 35 носительно пульсирующего напряжения на вь ходе фазочувствительного выпрямителя 9 на +. Выходные напряжения фазочувстви2 тельных выпрямителей 9 и 1 0 поступают на разнополярные входы дифференциального 4> усилителя 11, поэтому выходное напряжение усилителя 11 представляет собой сумму выходных напряжений фазочувствительных выпрямителей 9 и 10. Кривая выходного напряжения дифференциального усилителя 11 представлена на фиг. 2в. Величина этого 45 напряжения не доходит до нулевого уровня.

При изменении направления вращения изменяются знаки выходных напряжений фазочувствительных выпрямителей 9 и 10, что влечет изменение знака выходного напряжения дифференциального усилителя 11, а это отключит ключ 3, вследствие чего изменится знак выходного напряжения — напряжения на выходе дифференциального усилителя 4.

Тахогенератор с блоком определения направления вращения другого типа (фиг. 3) работает следующим образом.

Напряжения обмоток 12 и 13 равны

Uqg = Upwcos+t sin оаэи;

Ugg = «-Цэне1пЮ1 sin t; где 11рт — амплитуда напряжения редуктосина;

Ы вЂ” измеряемая скорость вращения вала; оп — опорная частота модуляции (частота напряжения источника 14).

Знак (фаза) напряжения Uqs зависит от направления вращения.

Выходные напряжения фазочувствительных выпрямителей 15 и 16 равны

U = UprncoslA;

Б б = Up sinrdt.

Фазные обмотки 5 и 6 синхронного генератора совмещены по фазе соответственно с фазными обмотками 12 и 13 редуктосина, поэтому напряжения обмоток 5 и 6 равны

13б = К вЂ”, - — — -К1Upmsintc)t =

Ы 14о

=-U sin(dt;

Ц = К = 4-KsUpmcos =

d U 1

dt

=+ Uzmcostait, где К q — коэффициент пропорциональности;

Uzm = — амплитуда фазного напряжения

=К Крл тахогенератора.

Напряжения Uq и Uqq при одном направлении вращения (условно назовем это направление положительным) находятся в фазе, а при противоположном (отрицательном) направлении вращения — в противофазе, напряжения Uqq u Уб при отрицательном направлении вращения находятся в фазе, а при положительном направлении вращения в противофазе. Следовательно, при положительном направлении вращения на выходе фазочувствительного выпрямителя 8 имеем пульсирующее напряжения положительного знака (фиг. 2а), а на выходе фазочувствительного выпрямителя 7 — пульсирующее напряжение отрицательного знака, которое сдвинуто относительно пульсирующего напряжения на выходе азочувствительного выпрямителя 8 — на -.

Выходные напряжения фазочувствительных выпрямителей 7 и 8 поступают на разнополярные входы дифференциального усилителя 11, поэтому выходное напряжение этого усилителя представляет собой сумму выходных напряжений фазочувствительных выпрямителей 7 и 8.

При изменении направления вращения меняются знаки пульсирующих напряжений на выходах фазочувствительных выпрямителей 7 и 8, что влечет за собой изменение знака выходного напряжения дифференциального усилителя 11.

Таким образом, на выходе дифференциального усилителя 11 формируется на1163431 пряжение, знак которого определяется направлением вращения вала. Это напряжение поступает на управляющий вход ключа 3, поэтому на выходе дифференциального усилителя 4 имеем напряжение, величина которого пропорциональна скорости вращения. а знак определяется направлением вращения вала.

В тахогенераторе вместо интеграторов могут быть использованы дифференциаторы. а вместо дифференциального усилителя— логический элемент ИЛИ.

1163431

Составитель А. Санталов

Редактор А. Козориз Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 4П I 52 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1крытий

1 l 3035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

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