Устройство для дистанционной передачи угла поворота вала

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4081650/07 (22) 18,04,86 (46) 07.10.92. Бюл. KL 37 (71) Белорусский государственный университет им. В.И.Ленина (72) И.М.Чушенков (56) 1, Авторское свидетельство СССР

N1176425,,кл. Н 02 К 29/06, 1984.

- 2, Авторское свидетельство СССР

М 1257690, кл. Н 02 К 29/06, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ

ПЕРЕДАЧИ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в следящих системах двустороннего действия. Целью изобретения является расширение функциИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в следящих системах двустороннего действия с вентильными двигателями и силомоментным очувствлением, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения как автоматического слежения за углом поворота, так и фиксации этого угла на заданном уровне.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства дистанционной передачи угла поворота вала; на фиг.2 — векторные диаграммы магнитных полей синхронных машин.

На чертежах и в тексте приняты следующие условные обозначения; аз, аи, ас — углы поворота задающего, исполнительного валов и угловая ориен(s1)s Н 02 К 29/06, Н 02 P 6/00 ональных возможностей за счет обеспечения как автоматического слежения за углом поворота, так и фиксации этого угла на заданном уровне. Указанная цель достигается тем, что в устройство для дистанционной передачи угла поворота вала введены компаратор, синхронный IK-триггер, логический элемент И-НЕ. Введение указанных элементов обеспечивает фиксацию положений валов задающей и исполнительной синхронных машин, плавное их включение в работу после окончания фиксации, т.к, их подключение осуществляется лишь после увеличения противодействующего момента до размера, необходимого для полной компенсации задающей синхронной машины. 2 ил. тация статорных полей синхронных машин (CM);

Ла — — угол между магнитными полями

2 роторов и статоров СМ;

Моп Ми моменты оператора и нагрузки, действующие на задающий и исполнительный валы;

Ms, Ми — вращающие моменты задающей и исполнительной СМ;

Фрз Фри, Фсз Фси — магнитные потоки роторов и статоров задающей и исполнительной СМ.

Устройство дистанционной передачи угла поворота вала содержит установленную на задающему валу синхронную машину 1 с первым датчиком 2 положения, исполнительную синхронную машину 3 с вторым датчиком 4 положения, коммутатор 5 с коммутирующим 6 и управляющим величиной

1767637

Кз

Мз = Моп = Кн

Ки (3) а,+а, 2

M,=K, basin

Ли

2 (2) тока 7 входами, к выходам которого подключены параллельно якорные обмотки синхронных машин 1 и 2, Выход второго датчика

4 положения подключен к объединенным первым входам сравнивающего элемента 8 и сумматора 9, выход которого подключен через блок 10 деления на два к коммутирующему входу 6 коммутатора 5. Выход сравнивающего элемента 8 подключен к управляющему величиной тока входу 7 коммутатора 5. Кроме того, устройство дистанционной передачи угла"поворота вала содержит компаратор 11, сйнхронный !Ктриггер 12, логический элемент И вЂ” НЕ 13 и управляемый запоминающий элемент 14, вход которого подключен к выходу первого датчика 2 положения, а выход — к объединенным вторым входам сравнивающего элемента 8 и сумматора 9. Входы компаратора 11 подключены соответственно к входу и выходу запоминающего элемента 14, а выход — к первому входу логического элемента И вЂ” НЕ 13, второй вход которого подключен к выходу сравнивающего элемента

8, а выход — к I-входу синхронного! К-триггера 12, входы К и С которого объединены и являются входом управления устройства дистанционной передачи угла поворота вала. Выход IK-триггера подключен куправляющему входу запоминающего элемента 14, Устройство дистанционной передачи угла поворота вала работает следующим образом.

При разомкнутом ключе 15 и единице на выходе IK-триггера 12 запоминающ|лй элемент 14 работает в режиме повторителя входного сигнала, при этом ориентация статорного поля совпадает со средним арифметическим углом поворота валов. а амплитуда его пропорциональна рассогласованию валов (см, фиг, 2а), Для вращающих моментов CM можно записать:

Ла

M.-=-K. Лаз1п

2 где K>, K> — коэффициенты, определяемые конструкциями СМ; а Ла=a> — a .

Из (2) видна обратимость устройства по усилию, поскольку отношение Ми к М> всегда постоянно, Если в начальном положении при Ла = 0 прикладывают, например, к

55 задающему валу М«, это вызывает поворот Ф в сторону действия этого момента и появление Ьа Ф 0 . .При этом по (2) появляются М> и Ми и система приходит в движение до тех пор, пока не будет выполнено соотношение

Л

При этом углы (Фрз Фсз) и (Фри, Фси) всегда одинаковы, как видно из (1), Если Мн изменяет направление, Лауменьшается до нуля, а затем меняет знак, что приводит к изменению направления Ми и Мз. Таким образом, устройство обладает обратимостью по положению и усилию.

При необходимости фиксации положения оператор замыкает ключ 15. При этом на

К-вход IK-триггера 12 поступает логическая единица и устанавливает нуль на его выходе. Одновременно единица поступает на Свход IK-триггера 12, что не мешает его установке в нуль, но запрещаетдальнейшие переключения на все время замыкания ключа 15. В момент переключения в силу работы запоминающего элемента 14 в режиме повторителя сигналы на входах компаратора

11 одинаковы, на его выходе-нуль, а на 1входе триггера 12, следовательно, единица.

Однако триггер 12 устанавливается в нуль, т.к. при двух единицах на входах IK-триггер инвертирует предыдущее состояние.

Так как на управляющем входе запоминающего элемента 14 появляется нуль, он переходит в режим хранения информации, а следовательно, сигналы на первых входах сравнивающего элемента 8 и сумматора 9 остаются неизменными в течение всего времени замыкания ключа 15, Поэтому при неизменном Мн ориентация и амплитуды

Фсз, Фси остаются неизменными, т.е. йи постоянен, т.е. исполнительный вал фиксируется, Задающий же вал поворачивается до совпадения Фрз с Фсз (при

M« = О, т.е„если оператор не прикладывает усилий к задающему валу). После этого положения валов фиксируются, если M< = const, в противном случае ас изменяется до выполнения (3) на небольшой угол (см. фиг.2б).

При размыкании ключа 15 на С-входе

IK-триггера 12 вновь появляется нуль, разрешая его переключение. Однако оно происходит лишь при появлении единицы на

его !-входе, т.е, при появлении нуля на одном из входов элемента И-НЕ 13. На первом

его входе нуль появляется при равенстве сигналов на входе и выходе запоминающего

1767637 элемента 14, т.е. возвращении задающего вала в положение, при котором была осуществлена фиксация (см.фиг.2в), т.е. при выполнении (3), а это значит, что Моп становится равен М>. Поэтому включение системы в работу в этом случае происходит плавно, и лишь при увеличении Моп до з

М>. Связь выхода сравнивающего зле и мента 8 с вторым входом элемента И вЂ” НЕ 13 предусмотрена на случай изменения знака

Мо или М, чтобы включение системы в работу произошло при ах = u, После включения ориентация полей в системе становится аналогичной изображенной на фиг.2а и в.

В устройстве обеспечивается фиксация положений задающего и исполнительного органов, причем включение в работу после окончания фиксации происходит плавно, поскольку осуществляется лишь после увеличения противодействующего момента оператора до размера, необходимого для полной компенсации вращающего момента задающей СМ, отражающего имеющийся нагрузочный момент.

Формула изобретения

Устройство для дистанционной передачи угла поворота вала, содержащее установленную на задающем валу синхронную машину с первым датчиком положения, исполнительную синхронную машину с вторым датчиком положения, коммутатор с коммутирующим и управляющим величиной тока входами, к выходам которого подключены параллельно якорные обмотки синх5 ронных машин, выход второго датчика положения подключен к объединенным первым входам сравнивающего элемента и сумматора, выход которого подключен через блок деления на два к коммутирующему вхо10 ду коммутатора, выход сравнивающего элемента подключен к уп равля ющему величиной тока входу коммутатора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет

15 обеспечения как автоматического слежения за углом поворота, так и фиксации этого угла на заданном уровне, в него дополнительно введены компаратор, синхронный IK-триггер, логический элемент И вЂ” НЕ и управляе20 мый запоминающий элемент, вход которого подключен к выходу первого датчика положения, а выход — к обьединенным вторым входам сравнивающего элемента и сумматора, входы компаратора подключены соот25 ветственно к входу и выходу запоминающего элемента, а выход — к первому входу логического элемента И-Н Е, второй вход которого подключен к выходу сравнивающего элемента, а выход — к I-вхо30 ду синхронного IK-триггера, входы К и С которого объединены и являются входом управления устройства, а выход IK-триггера подключен к управляющему входу запоминающего элемента.

1767637

Ро2

Составитель А,Иванов

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор П.Гереши

Редактор ЬФедотов

Заказ 3556 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. Укггород, ул.Гагарина, Збt