Патент ссср 168531

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

168531

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05.1.1963 (Л" 812129/26-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 18.ll.1965. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 19.II.1965

Кл, 42m, 14us

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий СССР

МПК G 064

УДК 681.142 (088.8) ИНТЕГРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Подписная группа № 174

Известны интегрирующие устройства, содержащие преобразователь угла поворота в серии импульсоB постоянной частоты, с числом периодов в каждой серии, пропорциональным углу поворота, и синхронный реактивно-гистерезисный электродвигатель.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что снабжено коммутатором, включенным между преобразователем:и электродвигателем и выполненным на диодном мосте и сопротивлениях, соединенных в мостовую схему, к одной из диагоналей которой подключен источник постоянного напряжения.

Это позволяет компенсировать погрешносги интегрирования, возникающие при разгоне двигателя.

На чертеже приведена схема предложен гого интегрирующего устройства.

Устройство содержит задающий блок 1, выполненный в виде преобразователя угла поворота в серии импульсов постоянной частоты, с числом периодов в каждой серии, пропорциональным углу поворота, коммутатор 2 и блок интегрирования 3.

Задающий блок 1 представляет собой индукторный генератор специальной конструкции. Статор 4 генератора выполнен в виде полукольца, внуренняя поверхность которо о имеет зубцы 5. К статору 4 примыкает магнитопровод б, содержащ ий постоянный магниг7 и катушку 8. Сквозь втулку 9 магнитопровода проходит валик 10, несущий ротор 11, выполненный в виде сплошного полуцилиндра. Валик 10, кинематически связанный с электродвигателем автоматического прибора 12, поворачивается на угол, пропорциональный текущему значению измеряемой величины.

В зазоре между статором 4 и ротором 11 проходят замыкающие сердечники 18, которые с помощью скобы 14 связаны с валом .инхронного электродвигателя 15 с постоянными магнитами. Все элементы магнитной цепи блэка 1 за исключением скобы 14 и постоянного магнита 7 выполнены из магнитомягкого материала (из листовой электротехнической стали) .

Бесконтактный коммутатор 2 представлнег собой мостовую схему, одна диагональ которой питается от источника 1б постоянного напряжения, а вторая диагональ через полупроводниковый выпрямитель 17 подключена к «итушке 8 задающего блока.

В трех плечах указанного моста включены сопротивления 18, 19, 20, а четвертое плечо ()6разовано также мостовой схемой, состоящей из сопротивлений 21 и 22 и обмоток 28 и 24.

В качестве блока интегрирования в предлагаемом интегрирующем устройстве применен синхронный реактивно-гис герезисный электроЗо двигатель 25, который через редуктор 2б соI6853I

60 б5 единен с механическим счетчиком 27. На магнитопроводе двигателя 25 расположены две обмотки 28 и 24, имеющие ра: íîå число витков и подключенные к выходу бесконтактного коммутатора 2.

Интегрирующее устройство работает следующим ооразом.

Ротор 11 задающего блока 1, кинематически связанный с электродвигателем автоматич ского электронного прибора 12, поворачивается относительно статора 4 на угол, пропорциональный измеряемой величине.

Замыкающие сердечники 18, вращающиеся с постоянной скоростью, при прохождении мимо зубцов и впадин статора 4, периодически замыкают магнитную цепь задающего блока

1. В соответствии с этим магнитный поток, созданный постоянным магнитом 7, пульсирует, и в катушке 8 индуктируется переменное напряжение. За каждый оборот вала электродвигателя 15 образуются две серии колебаний. Частота этих колебаний неизменна, а число периодов в каждой серии пропорционально угловому смещению ротора 11 относительно статора 4, т. е. измеряемой величине, C>:ммарное число периодов за время интегрирования пропорционально интегралу измеряемой величины во времени. Переменное напряжение с обмотки 8 задающего блока через сопротивления 21 и 22 коммутатора 2 поступает на обмотки 28 и 24 электродвигателя 25 и его ротор приходит во вращение.

Поскольку момент инерции ротора синхронного реактивно-гистерезисного двигателя и момент инерции редуктора 2б и счетчика 27 весьма малы, для разгона двигателя 25 до подсипхронной скорости и втягивания в синхронизм требуется всего несколько периодов переме;ного напряжения.

Однако в процессе асинхронного разгона все же возникает некоторая погрешйость в подсчете числа периодов в серии колебаний. Зта погрешность частично компенсируется тем, что после окончания серии колебаний ротор двигателя некоторое время продолжает вращаться.

Для точной компенсации погрешности в устройстве применено динамическое торможение электродвигателя 25 блока интегрирования путем подачи в его обмотки 28 и 24 постоянного тока. Подбором величины тока торможения обеспечивается равенство путей разгона и торможения двигателя 25.

Включение постоянного тока непосредственно после окончания серии колебаний переменного напряжения, поступающего из задающего блока, производится автоматически и бесконтактно при помощи бескоптактного коммутатора 2.

Принцип действия бесконтактного коммутатора 2 состоит в следующем.

Вследствие того, что величины активных с0противлений 18, 19 и 20, а также активное сопротивление цепочки, образующей четвертое плечо моста, и напряжение источников 1б и 17

З0

50 равны, токи, протекающие в плечах моста при подключении только источника 16, равны токам, протекающим в плечах при подключении только источника 17. Так как направления этих токов в плечах 18 и 20 совпадаюг, а в плечах 19 и 80 противоположны, то прн одновременном действии исгочников 1б и 17 постоянный ток в плече, а следовательно, и в обмотках 28 и 24 двигателя 25 будет равен пулю. Такое состояние коммутатора будет иметь место при наличии переменного напряжения па выходе задающего блока 1 (и на входе источника 17), т. е. в периоды работы двигателя 25 постоянный ток в его обмотках отсутствует.

После окончания каждой серии колебаний переменного напряжения в коммутаторе 2дсйствует только источник 1б, под действием которого в плече, т. е, и в обмотках двигателя

25, начинает протекать постоянный ток, вызывающий динамическое торможение двигателя.

Интенсивность торможения зависит от величины тока динамического торможения, и регулированием напряжения источников 1б и 17 подбирается такой, чтобы после окончания серии колебаний ротор двигателя повернулся на угол, соответствующий неучтенному в процессе асинхронного разгона числу периодов переменного напряжения.

Благодаря тому, что обмотки 23и24 двигателя 25 совместно с сопротивлениями 21 и 22 включены в мост, переменный ток при работе двигателя вне плеча 80 не протекает (в качестве сопротивлений 21 и 22 используются дроссели, активное и полное сопротивление которых соответственно равны активному и полному сопротивлению обмоток 28 и 24 двигателя).

Таким образом, при каждом прохождении замыкающего сердечника 13 между зубцами 5 и ротором 11 задающего блока 1 ротор двигателя 25 делает столько оборотов, сколько зубцов статора 4 перекрыто ротором 11. За время интегрирования At = t> — t>, ротор сделает Л оборотов, которое будет зафиксировано счетчиком 27, Это количество оборотов пропорционально интегралу от измеряемой величины х (t) по времени, т. е. г

N= — k х (t) й, где

k — коэффициент пропорциональности, Предмет изобретения

Интегрирующее устройство, содержащее преобразователь угла поворота в серии импульсов постояннои частоты, с числом периодов в каждой серии, пропорциональным углу поворота, и синхронный реактивно-гистерезиспый электродвигатель, через редуктор связанный с механическим счетчиком, отличаюи ееся тем, что, с целью автоматической ком