В п т б

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

395781

СОюз Сове;сии.

Социалисти нескин

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. 6 Olp 7/00

G 01p 11!0О

Заявлено 03.Х1.1970 (№ 1611023/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 28.Ч111.1973. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 29.1.1974

Гасударственный комитет

Совета Министрае СССР по делам изаоретений и открытий

УДК 681.325(088.8) Авторы изобретения

Ц. И. Вайсберг, А. Ю. Дворничеико и В. А. Песков

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА

Изобретение относится к автоматике и может быть применено в системах автоматического управления (САУ).

Известны, так называемые, тахогснераторы-преобразователи скорости вращения вала, э.д.с. которых линейно зависит от числа оборотов якоря в единицу времени.

В высокоточных системах автоматического управления наиболее часто применяются асинхронные тахогенераторы.

Обмотка возбуждения тахогенератора питается от сети переменного тока, а в выходной обмотке наводится э.д.с. переменного тока, имеющая частоту сетки и амплитуду, пропорциональные величине скорости. При изменении направления вращения фаза выходного напряжения меняется на обратную.

Однако известные устройства характеризуются большим остаточным напряжением, которое индуцируется в генераторной обмотке при неподвижном роторе (25 — 30 мв), вызывающим необходимость применения специальных устройств подавления остаточного напря>кения; наличием квадратурных и высших гармоник; несимметричностью выходной характеристики, увеличивающей ошибку системы при реверсе; наличием скоростных, температурных и нагрузочных ошибок; большим весом; низким к.п.д.; высокой стоимостью; низкой наде?KHocTbIo.

В предлагаемом устройстве для повышения точности преобразования скорости вращения вала и расширения функциональных возможностей устройства в него введены демодулятор знака управляющего напряжения. нульиндикатор, инверторы, заторможенныс блокинг-генераторы. инвертор тактовых импульсов, модулятор длительности импульсов и диоды, причем вход демодулятора знака уп1о равляющего напря>кения подключен к выходу усилителя, а выход демодулятора знака подключен к входу нуль-индикатора, выход которого соединен со входами первого и второго заторможенных блокинг-генераторов и черсз параллельно соединенные цепи, одна из которых образована первым диодом, а другая— последовательно соединенными вторым диодом и первым инвертором, подключен к Входу второго инвсртора, к выходу которого

20 подключен третий заторможенный блокинггенератор, первый выход которого сосдипсп с выходом первого блокинг-генератора и че.рез третий и четвертый диоды — к первому и второму положительным входам модулятора

25 длительности импульсов, а второй выход третьего заторможенного блокинг-генератора соединен с выходом второго заторможенного блокинг-генератора и через пятый и шестой диоды — с третьим и четвертым отрицательно ными входами модулятора длительности им395781 пульсов, к первому положительному и третьему отрицательному входам модулятора длительности импульсов через седьмой и восьмой диоды подключены соответствующие выходы генератора тактовых импульсов, а ко второму положительному и четвертому отрицательному входам модулятора длительности через девятый и десятый диоды подключены соответствующие выходы формирователя импульсов.

В результате такого выполнения устройства появилась возможность получить выходное напряжение в виде импульсов заданной частоты, длительность которых обратна прогорциональна скорости вращения вала, а полярность изменяется в зависимости от направления вращения вала. Отсутствие остаточных и квадратурных напряжений при неподвижном роторе расширяет область применения предлагаемого преобразователя в высокоточных САУ. Предлагаемый преобразователь позволяет получить необходимый диапазон линейной зоны в виде длительности импульсов и высокую нагрузочную способность. Импульсный режим работы устройства обеспечивает высокую точность преобразования сксрасти в длительность импульсов, высокую надежность и малое потребление энергии.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя скорости вращения вала; на фиг. 2 — электрическая схема модулятора длительности импульсов; на фиг. 3 — электрическая схема заторможенного блокинг-генератора; на фиг. 4, 5 — общий вид импульсного датчика положения вала.

Преобразователь скорости вращения вала содержит усилитель 1 управляющего напряжения, двигатель 2, импульсный датчик 3 положения вала, формирователь импульсов 4, демодулятор 5 знака управляющего напряжения, нуль-индикатор 6, инверторы 7 и 8, заторможенные блокинг-генераторы 9, 10 и 11, диоды 12 — 21, генератор 22 тактовых импульсов, модулятор 23 длительности импульсов.

К входу блокинг-генератора 9 подключен выход инвертора 8, с входом последнего соединены две параллельные цепи, одна из которых образована диодом 12, а другая — последовательно соединенными диодом 13 и инвертором 7. К точке их соединения подключены входы блокинг-генераторов 10 и 11 и выход нуль-индикатора 6, вход которого через демодулятор 5 подсоединен к выходу усилителя 1. Выходы блокинг-генераторов 9, 10 и 11, генератора 22 и формирователя импульсов 4 через диоды 14 — 21 подсоединены к соответствующим входам модулятора 23.

В исходном состоянии, когда отсутствуег управляющее напряжение (U, »»:,), ротор двигателя 2 неподвижен, инвертор 8 закрыт и на вход блокинг-генератора 9 поступает потенциал, обеспечивающий его включение.

Блокинг-генератор 9 генерирует высоко5

65 частотные импульсы напряжения, которые выпрямляются (см. рис. 3) и подаются на входы модулятора 23 через диоды 15, 16, 19 и 20. Блокинг-генераторы 10 и 11 при этом выключены.

Модулятор 23 состоит из двух триггеров (см. фиг. 2) . Коллекторы транзисторов различной проводимости одноименных плеч триггеров соединены между собой и имеют общие коллекторные сопротивления.

Напряжение с выходных обмоток блокинггенератора 9 поступает через диоды 15, 16, 19 и 20 на входы модулятора и закрывает все четыре транзистора модулятора 23. При этом выходное его напряжение равно нулина (выл=0)

Преобразователь скорости вращения вала работает следующим образом.

При подаче на вход усилителя 1 переменного управляющего напряжения двигатель приводится в движение. Скорость вращения ротора двигателя прямо пропорциональна амплитуде управляющего напряжения, а направление вращения зависит от его фазы.

Выходное напряжение усилителя 1 демодулируется и на вход нуль-индикатора 6 поступает постоянчое напряжение, пропорциональное амплитуде управля ащего напряжения, а полярность его определяется фазой управляющего напряжения.

Таким образом, при поступлении на вход усилителя 1 управляющего напряжения нульиндикатор 6 срабатывает, при этом на выходе нуль-индикатора устанавливается положительный потенциал, который поступает через диод 12 на вход инвертора 8. Последний выключает блокинг-генератор 9. Положительный потенциал с выхода нуль-индикатора 6 поступает также на входы заторможенных блокинг-генераторов 10 и 11. Блокинг-генератор 11 выполнен на транзисторе n — р — n-типа проводимости и включается положительным потенциалом, а блокинг-генератор 10 выполнен на транзисторе р — n — р-типа проводимости и включается отрицательным потенциалом. Таким образом, при поступлении положительного потенциала блокинг-генератор

11 включается и на соответствующий вход модулятора 23 через диоды 19 и 20 поступает напряжение, которое запирает аба транзистора и — р — и-типа проводимостями. Каждым импульсом, поступившим с генератора

22, триггер модулятора 23 длительности импульсов, выполненный на транзисторах р — и — р-типа проводимости, устанавливается в положение «1», а импульсом, поступившим с формирователя 4, — в положение «О». Длительность импульсов на выходе модулятора длительности прямо пропорциональна скорости вращения вала.

При изменении фазы входного управляющего напряжения на 180 на выходе нульиндикатора 6 устанавливается отрицательный потенциал, который выключает блокинг-генераторы 9 и 11 и включает блокинг-генератор

39578i

10. При этом вал двигателя изменяет направление вращения, а импульсы на выходе преобразователя скорости вращсния вала — свою полярность.

Предлагаемое устройство может быть использовано как преобразователь ускорения, что расширяет его возможности.

Предмет изобретения

Преобразователь скорости вращения вала и длительность импульсов заданной частоты и полярности, соответствующей направлению вращения вала, содержащий усилитель управляющего напряжения, соединенный с обмоткой управления двигателя, ц ми ульсный датчик положения вала, установленный на валу двигатсля, формирователь импульсов, соединенный с выходом импульсн го датчика положения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования скорости вращения вала и расширения функциональных возможностей устройства, в него введены демодулятор знака управляющего напряжения, нуль-индикатор, инвсрторы, заторможенныс блокинг-генераторы, инвсртор тактовых импульсов, модулятор длительности импульсов и диоды, причем, вход демодулятора знака управляющего напряжения подключен к выходу усилителя, à выход дсмодулятора знака подключен к входу нуль-индикатора, выход которого соединен со входами первого и второго заторможенных блокинггенераторов и через параллельно соединенные цепи, одна из которых образована первым диодом, а другая — последовательно соединеннымп вторым диодом и первым инвертором, подключен к входу второго инвертора, к выходу которого подключен третий заторможенный блокпнг-генератор, псрвый выход которого соединен с выходом первого блокинг-гснсратора и через третий и чегвертый диоды — к псрвому и второму положительным входам модулятора длительности им15 пульсов, а второй выход третьего заторможенного блокппг-генератора соединен с BbIxoдом второго заторможенного блокпнг-генератора и через пятый и шестой диоды — с третьим и четвертым отрицательными входами модулятора длительности импульсов, к первому положительному и третьему отрицательному входам модулятора длительности импульсов через седьмой и восьмой диоды подкгпочсны соответствующие выходы генератора тактовых импульсов, а ко второму положительному и .ствсртому отрицательному входам модулятора длительности через девятый и десятый диоды подключены соответствующие выходы формирователя импульсов.

395781

Фиг с

Составитель М. Черенков

Техред Е. Борисова

Редактор Т. Иванова

Корректор Л. Царькова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 50/8 Изд. № 16 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5