Фазовращатель
Союа Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 05,111.1969 (№ 1325224/18-24) Кл, 74Ь, 8/04
21с, 46 50 с присоединением заявки №
Приоритет
МПК С 08с 19/48
G 05Ь 11/06
УДK 621.314.25:621.3..078(088.8) Комитет по делам изобретвниН и открытиН при Совете Министров
СССР
Опубликовано 21.т"111.1970. Бюллетень ¹ 26
Дата опубликования описания 9.XI.1970
Автор изобретения
Л. Н. Сафонов
Заявитель
ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ
Настоящее изобретение относится к устройствам автоматики и вычислительной техники и может быть применено в фазовых следящих системах и преобразователях с формулой преобразования: «угловое (линейное) положение (перемещение) — фаза — код».
Известны фазовращатели на основе многофазных датчиков угловых (линейных) перемещений с использованием многофазного напряжения, подключаемого к многофазной обмотке возбуждения датчика. Выходной сигнал снимается с одной выходной обмотки и переключается к нагрузке.
Главный недостаток такого фазовращателя состоит в том, что для получения высокой точности фазовращателя звезда векторов многофазного напряжения должна быть симметричной с высокой степенью точности.
Известны фазовращатели с применением однофазного питания обмогки возбуждения датчика и использованием для получения эффекта вращения фазы специальных мостиковых схем на КС-цепочках, вход которых подключен к выходной двухфазной обмотке датчика, а выход — к нагрузке. 1-1едостатком такого типа фазовращателя является необходимость для получения высокой точности преобразования высокой точности настройки фазосдвигающих RC-цепочек и, как следствие этого, — нестабильность характеристик фазовращателя от изменения температуры, частоты питания и др.
Общим недостатком обоих известных типов фазовращателей является необходимость высокой точности в симметрии многофазных обмоток датчика.
Предлагаемый фазовращатель отличается тем, что в нем дополнительно установлен фазовращающий контур на RC-цепочках, подключенных параллельно фазам двухфазной выходной обмотки датчика, причем нагрузка подключена к средним точкам RC-цепочек.
Такое построение фазовращателя обеспечивает высокую точность преобразования при относительно невысокой точности симметрии векторов питающего напряжения многофазного ф азов ращателя и относительно невысокой точности настройки фазосдвигающих цепей.
®О Кроме того, точность преобразования остается достаточно высокой, например, при обрыве всех фаз возбуждения, кроме одной.
На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого фазовращателя: на фиг. 2 — прин23 ципиальная схема датчика и фазосдвигающего контура; на фиг. 3 — векторная диаграмма фазовращателя.
Фазовращатель состоит из датчика 1 углового (илп линейного) перемещения, имеюще30 го многофазную (число фаз более одной) 279371
65 обмотку возбуждения и двухфазную выходную обмотку. Простр íñòâåííûé сдвиг мехкду фазами выходной обмотки составляет 90 эл, град.
Выходная двухфазная обмотка подключена к мостиковому фазосдвигающему контуру 2 на RC-цепочках. Фазосдвигающий контур должен быть построен таким образом, чтобы обеспечить преобразование двух поступающих на него напряжений U. и U9 в напряжение вида: / @1фф @1 < У(90 — ф) где Й вЂ” произвольное число; ф — произвольный угол.
Иными словами, он должен преобразовывать, например, систему из двух напряжений постоянной и равной временной фазы, амплитуды которых изменяются пропорционально синусу и косинусу, например, некоторого угла, в напряжение постоянной амплитуды, временная фаза которого изменяется пропорционально изменению этого угла.
К выходу. фазосдвигающего контура 2 подключена нагрузка 8.
B том случае, если выходное сопротивление фаз датчика 1 велико (например, для емкостного датчика), фазовращатель может включать в себя усилители мощности 4а и 4б.
Номиналы Ri, R9, С и С9 фазосдвигающего контура (фиг. 2) выбираются так, чтобы сумма фазовых сдвигов, обеспечиваемых цепочками R>C> и Я9С;, была бы равна 90, а коэффициенты передачи по модулю цепочек равны между собой.
Предлагаемый фазовращатель работает следующим образом. К обмоткам возбуждения W, W9 и Wq подключается (в данном случае) трехфазное напряжение возбуждения.
Предположим, что звезда векторов этого напряжения несимметрична и поле в зазоре индукционного датчика эллиптическое. Эллиптическое поле, как известно, .может быть разложено на два круговых, вращающихся в разные стороны. Пусть основное, прямовращающееся поле вращается по часовой стрелке, а обратновращающееся,. создающее погрешность, — против часовой стрелки. Оба поля-прямо- и обратновращающееся — индуктируют в выходных обмотках э.д.с.
Пусть Е,„р — э.д.с., индуктируемая в обмотке 1 прямовращающимся полем, а Е„бр— э.д.с., индуктируемая в этой же обмотке обратновращающимся полем. Взаимное расположение векторов Е,„р и Е„ р (угол у) в общем случае произвольно и зависит от характера искажения звезды векторов напряжения возбуждения и положения обмотки 1 по отношению к обмоткам Wi, В 9 и Г . Векторы Е,„р и Е„бр изображены на векторной диаграмме фиг. 3. В обмотке О также индуктируются э.д,с. от обоих полей — Е,„р (от прямовращающегося поля) и Е„бр (от обрат5
50 ного поля). При этом, поскольку пространственный угол между обмотками 1 и П составляет 90, а поля вращаются в разные стороны, то L,„ð отстает от Е,„р на 90", а Е„бр опережает Е„б на 90, Напряжение Ug<, являющееся выходом фазосдвигающего контура, складывается из напряжений (4 и U>4. Каждое из этих напряжений, в свою очередь, складывается из напряжений U ядр H U
Е„„р —— — Е„,р и Е:„, р — — — Е,„бр на 45 .
В результате оказывается, что U„„ U ð совпадают по фазе, a U, p H U5>pgp — B противофазе.
Следовательно, напряжение Us4 состоит только из компонентов от прямовращающегося поля и не содержит компонент от обратновращающегося поля. Значит, влияние обратновращающегося поля автоматически полностью устраняется.
На практике в данной схеме за счет неточности фазовых сдвигов и неравенства по модулю коэффициентов передачи цепочек Я С и R C9 полной компенсации составляющих от обратновращающегося поля не произойдет, но оставшаяся часть вносит погрешность лишь
2-го порядка малости.
При обрыве, например, одной фазы возбуждения изменится относительное содержание составляющей обратной последовательности, но поскольку она не проходит на выход фазовращателя, теоретически линейность не ухудшится. Практически же произойдет некоторое ухудшение линейности за счет неточностей в настройке фазосдвигающего контура.
При обрыве всех фаз возбуждения, кроме одной, фазоврашатель превращается в уже известный вариант с однофазной запиткой и двухфазным выходом, и его линейность будет полностью определяться точностью настройки мостикового фазосдвигающего контура.
Предмет изобретения
Фазовращатель, содержащий многофазный датчик, многофазная обмотка возбуждения которого подключена к источнику переменного напряжения, и нагрузку, отличающийся тем, что, с целью повьп точности и надежности работы устройства, в нем дополнительно установлен фазовращающий контур на КС-цепочках, подключенных параллельно фазам двухфазной выходной обмотки датчика, причем нагрузка подключена к средним точкам КС-цепочек.
