Преобразователь угла поворотавала b электрический сигнал

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оо 830473 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28. 08. 79 (21) 2816534/18 — 24 с присоединением заявки Ле (23) Приоритет (51)М. Кл.

Гооудерстеенный комитет

G 08 С 9/04

G 01 D 5/20 до делам изобретений н открытий

Опубликовано !5.05.81. Бктллетень М 18 (53) УДК 681. 34 (088. 8) Дата опубликования описания 15 . 05 . 81 (72) Авторы изобретения

О. A. Павлов, В. И. Смирнов и В. С. Павл (71) Заявитель

Ленинградский институт авиационного приб ре ния-::--.: . (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА

В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ

Изобретение относится к системам автоматической передачи сигналов,а именно к преобразователям угла поворота вала в электрический сигнал.

Известны индукционные преобразо5 ватели угла поворота вала в электрический сигнал типа вращающихся трансформаторов (BT), содержащие на статоре обмотку возбуждения, квадратурl0 ную и дополнительную обмотки, на роторе две взаимно-перпендикулярные обмотки и усилитель переменного тока.

В данных устройствах такого рода производится компенсация колебаний

15 основного магнитного потока в электрической машине при изменении нагрузки или собственных параметров

ВТ путем управления величиной магнитного потока дополнительной обмотки или обмотки возбуждения, причем нагрузкой усилитепя персменного тока является дополнительная квадратурная или обмотка возбуждения ВТ, изменение магнитного пото- . ка которых стабилизирует основной магнитный поток (! ).

Недостатками этих преобразователей являются наличие фазовых сдвигов .напряжений и токов в основных и дополнительных обмотках ВТ, что снижает точность преобразователя и требование достаточно большой мощности усилителя переменного тока, что ведет к увеличению массы и габаритов устройства.

Наиболее близким по техническому решению к данному устройству является преобразователь угла поворота вала в электрический сигнал, содержащий обмотку возбуждения и обмотку обратной связи на статоре, усилитель переменного тока, ротор с двумя взаимно перпендикулярными обмотками, обмотка обратной связи и один из выходов усилителя соединены с клеммами источника питания, и к выходу усилителя подключена

8304 обмотка возбуждения. Данное устройство является системой автоматического регулирования с отрицательной обратной связью по потоку, На вход усилителя поступает сигнал рассогласования, появляющийся в результате сравнения приложенного напряжения и ЭДС дополнительной обмотки, пропорциональной магнитному потоку основной обмотки. При равенстве сравниваемых величин рассогласование отсутствует, система находится в уравновешенном состоянии. В случае изменения по каким-либо причинам величины магнитных потоков изменяется величина рассогласования

20

30 и система стремится уменьшить величину рассогласования и тем самым привести поток к первоначальному положению (2).

Однако наличие электронного усилителя в цепи обратной связи, а также трансформаторная связь между обмотками приводят к фазовым искажениям сигнала компенсации, что снижает эф- 25 фективность данного метода стабилизации потока и функциональную точность преобразования угла в электрический сигнал. Кроме того, включение обмотки возбуждения ВТ, создающей основной поток в машине, непосредственно на выход требует от него значительной выходной мощности, причем это требование усугубляется индуктив— ным характером нагрузки усилителя. 5

Это обстоятельство исключает возможность микроминиатюризации электронной схемы и создания компактного модуля индукционного преобразователя.

Цель изобретения — повышение точ- 40 ности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в электрический сигнал введены блок фазовой коррекии и блок емкостной нагрузки, вход блока фазовой коррекции соединен с вторым выводом обмотки обратной связи, а его, выход — с сигнальным входом уснлите— ля -переменного тоКа, вход и выход бло*со ка емкостной нагрузки соединены соответственно с первым и вторым выводами обмотки возбуждения, На чертеже изображена структурная схема преобразователя угла поворота 55 вала в электрический сигнал.

Преобразователь содержит на статоре обмотку 1 обратной связи и

73 4 обмотку 2 возбуждения, оси которых параллельны, первый вывод о"мотки обратной связи и первый вывод обмотки возбуждения подключены к одной из клемм 3 источника питания, уснлигель

4 переменного тока, вход питания которого соединен с другой клеммой источника питания, а выход подключен к первому выводу обмотки 2 возбуждения, ротор 5 с двумя взаимно перпендикулярными обмотками, блок 6 фазовой коррекции, вход которого соединен с первым выводом обмотки

l обратной связи, а выход — с сигнальным входом усилителя 4 переменного тока, блок 7 емкостной нагрузки, включенный параллельно обмотке 2 возбуждения.

Преобразователь работает следующим образом.

При подключении напряжения питания Cl к клеммам -3 на выходных (роторных)обмотках преобразователя формируются напряжения, изменяющиеся по определенной функциональной зависимости от угла поворота ротора 5.

В зависимости от способа включения преобразователя и соединения его обмоток может быть реализованы синуснокосинусная, линейная зависимость или режим фазовращателя. На точность воспроизведения преобразователем фун— кциональной зависимости выходного электрического сигнала от угла пово— рота оказывают влияние факторы технологического и эксплуатационного„ характера, которые вызывают изменение собственных параметров индукционного преобразователя и колебания основного магнитного потока в электрической машине, создаваемого обмоткой 2 возбуждения. Стабилизация этого потока осущестнляется антоматическим регулированием выходног напряжения усилителя 4 переменного тока, а следовательно и величины тока в обмотке 2 возбуждения. На вход усилителя 4 поступает сигнал рассогласования, появляющийся в результате сравнения приложенного напряжения и ЭдС дополнительной обмотки I обратной связи, пропорциональной магнитному потоку обмотки 2 возбуждения. Обмотка

1 обратной связи связана с сигнальным входом усилителя 4 через блок 6 фазовой коррекции, который устраняет фазовый сдвиг между сравниваемыми напряжениями на входе усилителя пере83047

5 менного тока. Устранение фазового сдвига между сравниваемыми напряжениями повышает чувствительность системы автоматического регулирования к величине рассогласования и точность регулировки величины основного магнитного потока, т.е. степень его стабилизации, а следовательнр повышается и точность воспроизведения фун кциональной зависимости преобразователя. Обмотка 2 возбуждения подключена одним концом к выходу усилителя 4, а другим — к первой клемме источника питания и потребляет мощность для создания основного потока в машине в основном от источника питания. Выходной сигнал усилителя

4 переменного тока вносит небольшую добавку в формирование этого потока при наличии рассогласования на входе усилителя, т.е. при изменении основного магнитного потока, и стабилизирует его. Блок 7 емкостной нагрузки, представляющий собой набор конденсаторов, включен параллельно обмотке 2 возбуждения, которая является активно-индуктивной нагрузкой. Он приближает характер нагрузки усилителя 4 переменного тока к активному, снижает реактивный gp ток и дополнительно уменьшает фазовый сдвиг и требуемую выходную мощность усилителя.

Экономический эффект от использования преобразователя угла поворота вала в электрический сигнал обуслов3 а лен отмеченными выше его техническими преимуществами.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в электрический сигнал, содержащий

l расположенные на статоре обмотку возбуждения и обмотку обратной связи, первый вывод обмотки обратной связи соединен со вторым выводом обмотки возбуждения и с первой клеммой источника питания, вторая клемма которого соединена с входом питания усилителя переменного тока, выход которого соединен с первым выводом обмотки возбуждения, и ротор с двумя взаимно перпендикулярными обмотками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены блок фазовой коррекции и блок емкостной нагрузки, вход блока фазовой коррекции соединен с вторым выводом обмотки обратной связи, а его. выход — с сигнальным входом усилителя переменного тока, вход и выход блока емкостной нагрузки соединены соответственно с первым и вторым выводами обмотки возбуждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 275791., кл. G 08 С 9/04, 1970.

2. Хрущева В. В. Электрические и II устройства автоматикм. Л., Энергия 1976, с. 3-4 (прототип).

830473

Составитель И. Назаркина

Редактор Н. Воловик Техред Н.Граб Корректор Г, Решетник

Заказ 3455/59 Тираж 691 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Г1осква, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4