Устройство дистанционной передачи угла поворота задающего вала

 

Изобретение относится к электротехнике и автоматике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем фиксации положения задающего вала Mpn и упрощение эксплуатации. Устройство содержит задающую синхронную машину 1 с первым датчиком 2 положения ротора, запоминающий элемент (ЗЭ) 3, сравнивающий элемент 4, второй датчик 5 положения ротора , соединенный с валом исполнительной единицы, синхронный IK-триггер 8, компаратор 9, логическую схему И-НЕ 10 и полупроводниковый коммутатор 11 с коммутирующими 12 и управляющим 13 величиной тока входами. ЗЭ 3 включен между выходами датчика 2 и входом сравнивающего элемента 4, а вход ЗЭ 3 подключен к одному из выходов компаратора 9, к второму входу которого подключен выход ЗЭ 3 через схему И-НЕ 10.В рабочем состоянии поля статоров обеих машин ориентированы перпендикулярно магнитному полю задающей машины, а их амплитуда пропорциональна рассогласованию валов. Устройство просто в эксплуатации, включение его в работу происходит без рывка, что повышает его надежность. 2 ил. (Л С Мн i CJ о s| ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 02 К 24/00; 29/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4 (л)

О V

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 3928658/07 (22) 17,07.85 (46) 30,04.92, Бюл. N - 16 (71) Белорусский государственный университет им. B.È. Ленина (72) Д..Ц. Димитров (В6), Л,И, Матюхина, А,С, Михалев и И.М. Чушенков (SU) (53) 621.313.13.014.2" 621.382 (088.8) (56) Проектирование следящих систем двустороннего действия, Под ред. B.Ñ. Кулешова. M.: Машиностроение, 1980, с. 73.

Петров Б.А. Манипуляторы, Л,: Маши- ностроение, 1984, с. 138-141.

Авторское свидетельство СССР

N1176425,,кл. Н 02 К 29/06, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДИСТАНЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧИ УГЛА ПОВОРОТА ЗАДАЮЩЕГО

ВАЛА (57) Изобретение относится к электротехнике и автоматике. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем фиксации положения задающего вала

„„SU „„1730712 А1 и упрощение эксплуатации. Устройство содержит задающую синхронную машину 1 с первым датчиком 2 положения ротора, запоминающий элемент (ЗЭ) 3, сравнивающий элемент 4, второй датчик 5 положения ротора, соединенный е валом исполнительной единицы, синхронный IK-триггер 8, компаратор 9, логическую схему И вЂ” НЕ 10 и полупроводниковый коммутатор 11 с коммутирующими 12 и управляющим 13 ве.личиной тока входами. ЗЭ 3 включен между выходами датчика 2 и входом сравнивающего элемента 4, а вход ЗЭ 3 подключен к одному из выходов компаратора 9, к второму входу которого подключен выход ЗЭ 3 через схему И-HE 10.В рабочем состоянии поля статоров обеих машин ориентированы перпендикулярно магнитному полю задающей машины, а их амплитуда пропорциональна рассогласованию валов. Устройство просто в эксплуатации, включение его в работу происходит без рывка, что повышает его надежность. 2 ил.

1730712

Изобретение относится к области электротехники и автоматики и может быть использовано в следящих системах двустороннего действия с вентильными двигателями копирующих манипуляторов с силомоментным очувствлением.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и снижение утомляемости оператора при работе с ним.

На фиг,1 дана функциональная схема устройства; на фиг.2 (а,б,в,г) — векторные диаграммы магнитных полей, поясняющие

его действие.

Устройство содержит задающую синхронную машину 1 с первым датчиком 2 положения, запоминающий элемент 3, сравнивающий элемент 4, второй датчик 5 положения, соединенный с валом исполнительной синхронной машины 6, ключ 7 с поданным на вход уровнем логической единицы, синхронный IK-триггер 8, компаратор

9, логическую схему И вЂ” НЕ 10 и полупроводниковый коммутатор 11 с коммутирующим

12 и управляющим 13 величиной тока входами. Позицией 14 отмечен управляющих вход запоминающего элемента 3.

На фиг.1, 2 и в тексте принятые следующие обозначения и сокращения: аз, Я,, ас — углы поворота задающего и исполнительного валов и угловая ориентация магнитных потоков статоров синхронных машин 1 и 6; Моо, M> — моменты оператора и нагрузки, действующие на задающем и исполнительном валах; Мз, Ми — вращающие моменты задающей 1 и исполнительной 6 синхронных машин; ф рз, Р ри, Р сз у си МаГНИТНЫЕ ПОТОКИ роторов и статоров 1 и исполнительной 6 синхронных машин.

Устройство работает следующим образом.

При разомкнутом ключе 7 и "1" на выходе IK-триггера 8 запоминающий элемент 3 работает как повторитель, входной и выходной сигнал его одинаковы, и ориентация магнитных полей для этого случая представлена на фиг. 2а, т.е. вращающие моменты на валах синхронных машин можно записать следующим образом:

М. = К. (из — Я, ) (1)

Ми = Ки (Яз — Ял ) Sin I Яа — с I где Кз, Ки — коэффициенты, определяемые конструкцией синхронных машин 1 и 6.

Положение статорных полей ас задается первым датчиком 2 положения так, что

<р рз перпендикулярен у сз при этом исполнительная синхронная машина 6 работает

50 как синхронная. Из (1) видно наличие отражения усилия на задающем валу (Мз 0). В этом режиме структура и работа устройства аналогичны таковым в устройстве-прототипе.

При необходимости фиксации положения оператор замыкает ключ 7, на К-вход

IK-триггера 8 поступит "1", которая установит в "0" выход триггера 8. Одновременно единица появится и на инвертирующем Свходе IK-триггера 8, что не помешает ему установиться в нуль, но запретит дальнейшие переключения на все время замыкания ключа 7. Следует заметить, что в момент переключения в силу работы запоминающего элемента 3 в режиме повторителя входной и выходной сигналы его были одинаковы, поэтому на инвертирующем выходе компаратора 9, подключенном к входу схемы И-НЕ 10, "0", а следовательно, на

1-входе IK-триггера 8, соединенном с его выходом, "1", что не помешает, однако, установке триггера в "0" в силу инвертирования

IK-триггером 8 предыдущего состояния при такой комбинации сигналов.

При появлении в силу Описанных причин "0" на управляющем входе 14 запоминающего элемента 3 он переходит в режим хранения информации, которая "задает" на коммутирующем входе 12 полупроводникового коммутатора 11 ориентацию статорных полей обеих синхронных машин постоянной, как и их амплитуду при постоянном М, Поэтому ротор исполнительной синхронной машины 6 зафиксируется в том же положении Я» а ротор задающей синхронной машины 1 повернется практически до совпадения ррз с Рсз (фиг.2б), так как

M« = 0 (предполагается, что оператор, включив ключ фиксации 7, не прикладывает момента к задающему органу). После этого положения обоих валов будут зафиксированы.

При разжмыкании ключа 7 на С-входе

IK-триггера 8 появится "0", разрешая изменение его состояния, которое произойдет в одном из двух возможных случаев; "0" поступает на один из входов логической схемы

И вЂ” НЕ 10 с выхода компаратора 9, или сравнивающего элемента 4 (при совпадении ориентации роторов обеих машин в силу измененя знака Мн). "0" на выходе компаратора 9 появится лишь при установке ротора задающий синхронной машины 1 в то положение, в котором была осуществлена фиксация, т.е. при равенстве Мн =Ми, Моп = Мз(2).

Поэтому включение в работу системы (т.е. появление единицы на 1-входе триггера 8 и на его выходе), при котором запоминающий

1730712

50

55 элемент 3 перейдет в режим работы повторителя, произойдет лишь при увеличении

Мо, необходимом для установки ф рз в положение, перпендикулярное фсз т.е; плавно, без рывка, который произошел бы 5 при отсутствии триггера 8, компаратора 9 и логической схемы И-НЕ 10, при прямом подключении ключа 7 к входу режима работы запоминающего элемента 3. На фиг.2в иллюстрируется ориентация магнитных по- 10 лей при изменении знака М>, приведшего к совпадению Ррз и рр<, т.е. равенству аз и а,в ходе переходного процесса, который начался в силу изменения знака на выходе сравнивающего элемента 4 и

15 инвертировании, вследствие этого фсз и фси,В процессе работы диаграмма на фиг.2в перейдет к аналогичной на фиг. 2а, диаграмме на фиг. 2г.

Положительный эффект предлагаемого— устройства заключается в расширении его функциональных возможностей, т.е. в обеспечении фиксации положений задающего и исполнительного органов, причем включение в работу после окончания фиксации осу25 ществляется без рывка, поскольку производится после увеличения противодействующего момента оператора до величины, необходимой для полной компенсации вращающего момента задаю30 щей синхронной машины, отражающего имеющийся нагрузочный момент. Он достигается за счет введения в схему запоминающего элемента, синхронного IK-триггера, компаратора, схемы И вЂ” НЕ и ключа и соот35 ветствующих соединений между элементами устройства.

Необходимо отметить также простоту и связанную с этим высокую надежность уст40 ройства.

Реализация устройства возможна как на цифровых, так и на аналоговых элементах (в частности, запоминающий элемент при цифровых датчиках положения можно выполнить на синхронных D-триггерах и т.п.).

Формула изобретения

Устройство дистанционной передачи угла поворота задающего вала, содержащее укрепленную на задающем валу задающую синхронную машину с первым датчиком положения, исполнительную синхронную машину со вторым датчиком положения, полупроводниковый коммутатор с коммутирующим и управляющим величиной тока входами, к выходам которого параллельно подключены обмотки синхронных машин, сравнивающий элемент, входы которого соединены с выходами датчиков положения, а выход подключен к управляющему величиной тока входу полупроводникового коммутатора, отл ича ю щееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем фиксации положения задающего вала и упрощения эксплуатации, введены запоминающий элемент, компаратор, синхронный IK-триггер, ключ и логическая схема И вЂ” НЕ, при этом запоминающий элемент включен между выходом первого датчика положения и входом сравнивающего элемента, а вход запоминающего элемента подсоединен к одному из входов компаратора, к второму входу которого подключен выход запоминающего элемента и коммутирующий вход полупроводникового коммутатора, при этом выход компаратора соединен с входом логической схемы И-НЕ, к второму входу которой подключен выход сравнивающего. элемента, а выход логической схемы И вЂ” НЕ соединен с I-входом синхронного 1К-тpиrгepa, остальные входы которого К и С соединены с выходом ключа, на вход последнего подан уровень логической единицы, а выход синхронного IK-триггера подключен к управляющему входу запоминающего элемента.

1730712

Составитель В.Никаноров

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор О.Спесивых

Заказ 1517 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101