Индуктор сельскохозяйственный навигационный
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Индуктор сельскохозяйственный навигационный для определения местонахождения самоходных машин и машинно-тракторных агрегатов содержит гоновые и магистральные провода, подключенные к источнику переменного напряжения, и трансформаторы. Первичные обмотки трансформаторов подключены к источнику переменного напряжения магистральными проводами, а вторичные обмотки включены последовательно с гоновыми проводами таким образом, что токи в смежных гоновых проводах протекают встречно. Обеспечивается равномерное по ширине индуктора навигационное магнитное поле. 3 ил.
Изобретение относится к сельскохозяйственному приборостроению и может использоваться для автоматизации управления движением самоходных машин и машинно-тракторных агрегатов (МТА).
Известен навигационный индуктор для местоопределения МТА при автоматическом управлении траекторией движения, состоящий из длинного электрического провода, образованного последовательно включенными тоновыми проводами и перемычками между ними, подключенными к источнику переменного напряжения (Л1, с. 85, рис. 28а). Его недостатком является низкое качество создаваемого навигационного магнитного поля вследствие емкостной утечки тока на землю и постепенного затухания магнитного поля от концов провода к его середине.
Известен индуктор, состоящий из электрических проводов, каждый из которых образован двумя тоновыми проводами и перемычкой между ними, соединенными последовательно. Электрические провода включены параллельно между собой и последовательно с магистральными проводами и источником переменного напряжения (Л1, с. 85, рис. 28б). Этот индуктор обладает тем же недостатком, так как в результате потерь напряжения на магистральных проводах к электрическим проводам прикладываются разные напряжения, по гоновым проводам протекают разные токи, а напряженность создаваемого магнитного поля зависит от порядкового номера провода.
Известен индуктор с электрическими проводами из одиночных гоновых проводов, к которым прикладываются одинаковые напряжения, поэтому по проводам протекают одинаковые токи и все провода создают одинаковые магнитные поля (Л2, фиг. 1). Этот индуктор выбран в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является низкое качество навигационного магнитного поля вследствие неравномерности напряженности по ширине индуктора. Это вызвано тем, что напряженность навигационного магнитного поля равна сумме напряженностей, создаваемых токами всех гоновых проводов. А так как токи во всех проводах прототипа однонаправленные, то и создаваемые ими магнитные поля однонаправленные, суммируясь по одну сторону от точки измерения на МТА и вычитаясь по разные стороны. Напряженность магнитного поля максимальна над крайними проводами, так как равна сумме напряженностей всех односторонне расположенных проводов индуктора. И минимальна над средними проводами, где равна разности напряженностей, создаваемых токами проводов слева и справа от МТА.
Целью изобретения является повышение качества навигационного магнитного поля посредством повышения равномерности напряженности по ширине индуктора.
Согласно изобретению, эта цель достигается тем, что в состав индуктора, состоящего из источника переменного напряжения, гоновых и магистральных проводов, дополнительно включены два и более трансформатора, первичные обмотки которых подключены к источнику напряжения магистральными проводами, а вторичные обмотки включены последовательно с тоновыми проводами. Причем обмотки трансформаторов включены в электрические цепи таким образом, что токи в смежных гоновых проводах протекают встречно.
Сущность изобретения поясняется прилагаемыми чертежами, где на фиг. 1 показано включение вторичных обмоток трансформаторов в цепь каждого тонового провода, на фиг 2 - включение трансформатора в цепь каждого второго провода, а на фиг. 3 - включение трансформаторов в цепь из произвольного количества гоновых проводов.
На чертежах обозначено:
1…6 - гоновые провода индуктора,
7…12 - трансформаторы,
13 - источник переменного напряжения питания проводов индуктора,
14, 15 - магистральные провода.
На фиг. 1 первичные обмотки трансформаторов соединены последовательно-встречно, т.е. конец обмотки первого трансформатора соединен с концом обмотки второго, а начало первичной обмотки второго трансформатора соединено с началом обмотки третьего и т.д. Вторичные обмотки трансформаторов включены в цепь каждого тонового провода однонаправленно, например - начала соединены с тоновыми проводами, а концы с магистральными. При этом токи вторичных обмоток смежных трансформаторов и гоновых проводов протекают встречно (противофазно).
Токи проводов 1 и 2 равны по величине, но противоположные по направлению, поэтому замыкаются в верхней и нижней перемычке между этими проводами. Аналогично замыкаются токи проводов 3 и 4. Поэтому в перемычках между проводами 2 и 3 тока нет, и эти перемычки могут отсутствовать, как показано на фиг. 2 пунктиром.
На фиг. 2 показано петлеобразное соединение смежных гоновых проводов, что позволило сократить требуемое количество трансформаторов в два раза. Здесь обмотки трансформаторов включены в электрические цепи каждой петли одинаково, так как токи противоположных сторон петель протекают встречно.
На фиг. 3 показано последовательное соединение произвольного количества гоновых проводов и вторичных обмоток трансформаторов, подпитывающих провода по мере затухания тока вследствие емкостной утечки на землю. Обмотки всех трансформаторов включены согласно, так как токи четных и нечетных гоновых проводов направлены встречно. При этом напряжения вторичных обмоток трансформаторов суммируются, а напряженность магнитных полей, создаваемых смежными проводами, вычитается. На фиг. 3 показан также пример параллельного подключения первичных обмоток трансформаторов к источнику напряжения, обеспечивающего равенство входных напряжений трансформаторов независимо от их порядкового номера.
Токи смежных гоновых проводов, протекая встречно во всех рассмотренных вариантах включения трансформаторов, создают встречные магнитные поля. Поэтому напряженность суммарного магнитного поля над каждым из проводов зависит от тока этого провода и практически не зависит от тока удаленных проводов, что обеспечивает равномерность магнитного поля по ширине индуктора. Этим достигается высокая стабильность чувствительности устройств местоопределения вне зависимости от порядкового номера рабочего провода, вдоль которого перемещается МТА.
Положительный эффект трансформаторов заключается также в возможности питания магистральных проводов повышенным напряжением, что снижает потери и повышает коэффициент полезного действия индуктора. Гальваническая развязка между магистральными и тоновыми проводами снижает разность потенциалов между удаленными тоновыми проводами и токи утечки между ними, что снижает влияние электропроводимости земли на навигационное магнитное поле.
Источники
Л1: С.А. Литинский. Автоматизация вождения самоходных машин (автоводители). Из-во Энергия, М-Л, 1966 г. - 143 с.
Л2: Патент США №3606933, Sept. 21, 1971.
Индуктор сельскохозяйственный навигационный для определения местонахождения самоходных машин и машинно-тракторных агрегатов, состоящий из гоновых и магистральных проводов, подключенных к источнику переменного напряжения, отличающийся тем, что с целью повышения качества создаваемого навигационного магнитного поля содержит трансформаторы, первичные обмотки которых подключены к источнику переменного напряжения магистральными проводами, а вторичные обмотки включены последовательно с гоновыми проводами таким образом, что токи в смежных гоновых проводах протекают встречно.
