Схема электромеханического делительного устройства для задания угловых положений исполнительному органу

Схема электромеханического делительного устройства для задания угловых положений исполнительному органу

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СХЕМА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЗАДАНИЯ УГЛОИ1Х ПОЛОЖЕНИЙ ИCПOЛHИTEЛЬHO У ОРГАНУ, содержагцая Датчик положения, выполненный в виде многополюсного вращающегося трансформатора с числом пар полюсов, кратным числу фиксированных угловых положений исполнительного органа, связанного непосредственно , с выходным валом датчика положения , источник переменного тока, следящую систему, выполненную в виде усилителя, двигателя с обмоткой управления , редуктора, выходной вал которого сйязан с указанным датчиком, и устройства управления, содержащего. переключатель, включенный в цепь, соединяющую выходные обмотки датчика положения с усилителем, о т л и чающаяся тем, что, с целью снижения трудоемкости, устройство управления снабжено переключателем режимов работы, релейным триггером, управляющий вход которого через первые контакты .переключателя режимов работы, первую дифференцирующую цепочку и кнопку запуска соединен с источником постоянного тока, к которому подключена шин.а питания релейноготриггера , а контакты релейного триггера включены в цепь питания обмотки возбуждения датчика положения , пусковым реле с второй дифферён-g цирующей цепочкой, выполненной в ви- (Л де магазина емкостей, соединенной через вторые контакты переключателя режимов работы и кнопку запуска с источником постоянного тока, причем контакты пускового реле включены в цепь, соединяющую выходные обмотки датчика положения с усилителем. со 00 оо со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПЯ5ЛИК (!9) Н1) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Aal ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3415058/25-08 (22) 05. 04.82 (46 ) 30 .08. 83. Вюл. 9 32 (,72) В.Н. Щербаков, Э.A. Нокалн, A.È. МайзЕль H О.К. Епифанов (53) 65-791.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 92945464/08,кл.В 23 0 17/02, 1982 (прототип). (54)(57) СХЕМА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО

ДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДНЯ ЗАДАНИЯ

УГЛОВЫХ ПОЛОЖЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНОМУ

ОРГАНУ, содержащая датчик положения, выполненный в виде многополюсного вращающегося трансформатора с числом пар полюсов, кратным числу фиксированных угловых положений исполнительного органа, связанного непосредственно.с выходным валом датчика положения, источник переменного тока, следящую систему, выполненную в виде усилителя, двигателя с обмоткой управления, редуктора, выходной вал которого связан с указанным датчиком, и устройства управления; содержащего

--з — е- —. -Ъ 5Н B 23 Q 17/00// В 23 q 17/02// . B 23 q 17/04 переключатель, включенный в цепь, соединяющую выходные обмотки датчика положения с усилителем, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения трудоемкости, устройство управления снабжено переключателем режимов работы, релейным триггером, управляющий вход которого через первые контакты переключателя режимов работы, первую дифференцирующую цепоЧку и кнопку запуска соединен с источником постоянного тока, к которому подключена шина питания релейного триггера, а контакты релейного триггера включены в цепь питания обмотки возбуждения датчика положения, пусковым реле с второй днфферен-щ

С цирующей цепочкой, выполненной в ви-. де магазина емкостей, соединенной через вторые контакты переключателя режимов работы и кнопку запуска с источником постоянного тока, причем контакты пускового реле включены в . Я цепь, соединяющую выходные обмотки датчика положения с усилителем.

1038189

Изобретение относится к станкои машиностроению.

Известна схема злектромеханического делительного устройства для задания угловых положений исполнительному органу, содержащая датчик положения, ныполненнь?й н виде многополюсного вращающегося трансформатора с числом пар полюсон,, кратным числу фиКС?тронаннь?Х yr ЛОВЫХ ПОЛОжЕНИй ИС"" полннтельного органа „который непосредственно связан с выходным валом

?О датчика положения,. источник переменного тока, следящую систему „выполненную в ниде усилителя, двигателя с обмоткой управления, реду,òîðà, выходной вал которого связан с ука-, занным датчиком, ?? устройства управ= ления содержащего «тт ?1ранляющтий и дополн??те??ьный пеРеключатели (1 )т

Недостатками «известной схемы яНЛЯЮТ СЯ БЫСО К ая Т руДОЕМКО СТ Ь и ЗНаЧИ" тт?? тельное нремя задания угловых положений,исполнительного органа нследбтвие ручного переключения н определенной ??сходной последовательности управляющего переключателя для зада- 2 ния следующего углового положения ?? возм«ожностью ошибОК Ог?ератора р

Обуспонлен??ы>5 необходимостью ПОДклю ченйя источи??ка переменного тока кратковременно к Обмотке у?т?ранления

5 3

Двигателе?4 и т-Облюде INH послеДова" тельности пере??л???.?ен??ями управляющего пере??лечат ел-"

Цель изобре-;ения - снижение трудоемкости сокращение времени з адания

y I.лОных пол«оже ??ий? испОл нит ель ному .т т

Орнаиу И ??С?отуЧЕНт?тЕ НОЗ? ?ОжНЫХ О???ИбОК

ОператОра путем автоматиз ации прОцес с а з а Дан и ем угловых положе ни и исполнительному органу.

Ук ванная цель дост гается те, 4Q что в схеме злектромеханического делительного устройства для задания угловых положений исполнительному органу, содержащей датч???с положения, выполненный в виде многополюсного вращающегося трансфор??атора с числом пар пол?осон, кратным чисчу фиксирован?мх угловых голожений исполнительного органа, связанного непосредственно с выходным валом датчика положения, источник переменного тока, следящую систему, выполненну?ю в зиде усилителя, двигателя с обмоткой управления, редуктора, выходной нал которого связан с указанным датчиком, и устройства управления, содержащего .

55 переключатель, вкл?оченный н цепь„. соединяющую Bbtzopf93e Обмотки датчтяка положения с усилителем,, устройство управления снабжено переключатe?Iey, режимов работы, релейным триггером„- 6О управляющий вход которого через первые контакты переключателя режимов рабОтыр ?IepBv?0 дифференцируйщую цепОчку и кнопку запуска соедынен с источником постоянного тока,, к кото-- б5 рому подключена шина питания релейного триггера, а контакты релейного триггера включены н цепь питания обмотки возбуждения датчика положения, пусковым реле с второй дифференцирующей цепочкой, выполненной н виде магазина емкостей, соединенной через вторые контакты переключателя режи-. мов работы и кнопку запуска с источ- нико?.? постоянного тока, причем контакты пускового реле включены в цепь, соединяющую выходные обмотки датчика положения с усилителем.

Иа фиг. 1 приведена функциональная схема электромеханического делительного устройства для задания угловых положений исполнительному органу; на фиг„2 — диаграмма задания угловых г?оложений по каждой нулевой точке датчика положения с одной из его выходных обмоток; на фиг. 3 — диаграмма адания угловых положений через одну нулевую точку датчика положения с одной из его выходных обмоток.

Схема электромеханического делительного устройства для задания угловых, положений исполнительному органу (фнг. 1) содержит датчик положения многополюсный вращающийся трансформатор (MBT) 1 с обмоткой 2. возбуждения (0B), подключенной к источнику переменного тока ?? и синусной

1 (BC0) 3 и косинусной (ВКО) 4, выходными обмотками который установлен на одном валу с исполнительным органом 5. Выходные обмотки 3 и 4 NBT 1 подсоединены с одной стороны через переключатель на пять положений Л2 к усилителю б, а - другой стороны одна из выходных обмоток 3 или 4 подключается через переключатель на три положения Л1 и контакты К2, н положении 1-1, пускового реле Р2 к усилителю б. Выход усилителя б соединен с обмоткой 7 управления (Оу) двигателя 8, имеющего оомотку 9 возбуждения, пОДклЮчЕННУю к источнику переменного тока U . При зтом через контакты «2 пускового реле Р2,в положении 2-2 к усилителю б подключен источник переменного тока U Двигатель 8 кинематически связан с редуктором 10, выходной вал 11 которого связан с МВТ 1.

В цепь питания обмо ки 2 возбуждения NBT 1 включены контакты К1 релейного триггера (PT) 12, позволяющие при г?ереключении контактов К1 из положения 1-1 в положение 2-2 изменять фазу питания ОВ 2 ИВТ 1 на противоположную с тем, чтобы обеспечить поворот исполнительного органа

5 н том же направлении при задании последующего углового положения.

Питание на РТ 12 подается по шине питания (ШП), которая подключена к клеммам плюс и минус источника постоянного тока U . РТ 12 имеет управляю??р?й вход (уВ), по которому снаб3 1038189 жен первой дифференцирующей цепочкой, включающей в себя емкость С1 и сопротивление обмотки R „ первого— реле, входящего в PT 12 (не показано). Вторая дифференцирующая цепочка включает в себя магазин нз двух

S емкостей С2 и СЗ и сопротивление обмотки пускового реле P2 R>. Прн этом вторая дифференцирующая цепочка соединена по входу с первой через переключатель режимов работы на два положения п3, причем первые контакты п3 включены в цепь, соединяющую С1 и РТ 12. С помощью переключателя режимов работы на два положения п3 осуществляется переключение режимов работы предлагаемой 15 схеьы. Первая дифференцирующая ,цепочка соединена через кнопку запуска Кн.1 с клеммой плюс источника постоянного тока U . По клемме минус источника =U соединены непо- gg, средственно вторйе концы обмотки реле Р2 и PT 12 по УВ.

Схема электромеханического делительного устройства для задания угловых положений исполнительному $5 органу работает в трех режимах.

В первом режиме схема работает по двум выходным обмоткам 3 и 4

HBT 1 с помощью переключателя п2 с дискретностью задания угловых положений, равной К=4 р, где р — число пар полюсов.

Во втором режиме схема работает по одной иэ обмоток, например ВСО 3, MBT 1 с дискретностью задания угло,вых положений равной к=2 р.

В третьем режимЕ схема работает по одной кз обмоток, например ВСО 3, МВТ 1 с дискретностью задания угловых положений равной к=р. 4О

Схема электромеханического делительного устройства в первом режиме работает следующим образом.

Переключатель п1 устанавливается в полркение 2-2, а кнопка запуска 45

Кн.1 находится в,исходном положении (фиг. 1). Переключатель п2 устанавливается в положение 1-6. При подаче питания на ОВ 2 MBT 1 и следящую систему схема приходит в устойчивое положение, при котором минимальный по величине сигнал ВСО 3 соответствует нулевой точке МВТ 1.

Для задания следующего углового положения переключатель п2 устанавливается в положение 2-7 и подключает к входу усилителя 6 ВКО 4, сигнал с которой отличен от нуля, так как

ВСО и ВКО находятся в квадратуре.

Сигнал BKO 4, усиленный усилителем б, поступает на Оу 7 двигателя 8, 60 который вращается через редуктор

МВТ 1 и исполнительный орган 5 до тех пор, пока сигнал ВКО 4 МВТ 1 не станет равным нулю, что соответствует следующему угловому положению.

Для задания последующего углового положения переключатель п2 устанавливается в положение 3-8, подключая при этом к усилителю б в противо- фазе сигнал BCO 3 с тем, чтобы обеспечить поворот исполнительного органа 5 в том же направлении.- Этот сигнал отрабатывается следящей системой до нулевого положения МТВ 1 по

ВСО 3.

Затем на следующее угловое положение подключается переключателем п2 в положение 4-9 в противофазе к усилителю б сигнал с ВКО 4 для обеспечения направления поворота в ту же сторону. Сигнал ВКО 4 отрабатывается следящей системой до следующей нулевой точки, Далее схема в первом режиме работает в порядке указанному same, переходя из промежуточного положения 6-10 переключателя п2 в положение 1-6.

Во втором режиме схема злектромеханического делительного устройства работает следующим образоМ, (фиг. 1 и 2).

При подаче питания от источников переменного тока U<, U > и П ., а также U> схеМа находится в УСтойчивом исходном состоянии и положение элементов cxew указано на фиг.1.

При этом предлагаемая схема приходит в устойчивое положение по следящей системе, при котором минимальный по величине сигнал выходной обмотки, например ВСО 3, соответствует нулевой точке МВТ 1 (фиг. 2 точка 1). При этом непрерывная синусоида - основная выходная ЭДС синусной обмотки 3, а пунктирная выходная ЭДС синусной обмотки в противофазе к основной. Стрелки иа сиI нусоидах выходной ЭДС указывают направление изменения амплитуды ЭДС к устойчивому нулевому положению следящей системы. Стрелками — ъ и — показано условное направление вра.— щения в фазах, выходной ЭДС ВСО 3 исполнительного органа 5 при задании последующего углового положения.

Для задания следующего углового положения исполнительному органу 5 нажимается кнопка запуска Кн.1 и через емкость С1 первой дифференцирующей цепочки питание от источника постоянного тока U поступает на

PT 12, который опрокидывается и его .контакты К1 устанавливаются.в положение 1-1, переворачивая фазу питаний ОВ 2 МВТ 1 для обеспечения поворота исполнительного органа 5 в одном направлении, например, вправо (фиг. 2). При этом ЭДС ВСО 2 меняет фазу на противоположную первоначальной (на фиг. 2 изображена пунктирной линией). Тогда нулевое положение(фиг. 2) является неустойчивым и одновременно при нажатии кнопки

1038189 ки 1 в точку 2 по синусоиде выходной ЭДС ИВТ 1, когда двигатель поворачивается на некоторый угол а „, пропорциональный времени сдвигающего импульса 1„ 1, проходящий через усилятель 6 на обмотку 7 управления.

При установлении контактон К2 реле Р2 в исходное положение 1-1 на

ОУ 7 двигателя 8 поступает усиленное усилителем б напряжение BCO 3, .пропорциональное угловому положению сС ЧВТ 1 (точка 2 на фиг. 2) . Напря- 40 жение с ВС0 3 отрабатывается следядо точкн 5), тем саввам обеспечивается направление вращения испоЛнительного органа 5 в ту же сторону.

В третьем режиме схема работает следующим образом.

При подаче питания от источников переменного тока U„, V и U4, а также

U схема находится в устойчивом ис3 ходном состоянии и положение элементов схемы указано на фиг.1.

Для обеспечения работы схемы в третьем режиме переключатель п3 устанавливается в положение контактов 2-2. 65 запуска Кн.1 питание от источника через емкость С2 второй дифференциальной цепочки подается на пусковое реле Р2, которое срабатывает и кратковременно подключает своими контактами в положение 2-2 источник переменного тока V+ к усилите.лю б. Длительность срабатывания пускового реле Р2 и соответственно длительность импульса сдвига t и„ от источника Н4 .(заштрихованные прямоугольники на фиг. 2) не должна превышать времени t отработки следящей системой до следующего нулевого положения. Поэтому „„ <1 что достигается sg второй дифферейцирующей цепочке выбором величины емкости С2, так как время ее заряда есть время убывания тока. Реле Р2 находится поц током только в течение заряда емкости С2, пока ток текущий по обмотке реле Р2, не становится меньшим по величине, чем ток срабатывания реле Р2. Реле Р2 приходит в исходное состояние, при котором его контакты К2 устанавливаются в исходное положение 1-1.

Причем время заряда емкости прямопропорционально ее величине.

На днаграмме (фиг. 2) этот процесс показан в виде перехода из точшей. системой до следующего нулевого положения угла в точке 3 (фиг. 2), которое является устойчивым.

Для задания следующего углового положения схема работает аналогично изложенному выше, с той лишь разницей, что при нажатии кнопки запуска Кн,1 релейный триггер опрокидывается и его контакты К1 устанавливаются в положение 2-2 (на фиг.2 непрерывная синусоида от точки 3

При этом выключается иэ работы

РТ 12 с первой дифференциальной цепочкой, а но второй дифференциальной цепочке подключается емкость СЗ.

Так как н третьем режиме необходимо задание угловых положений .через одну нулевую точку BCO 3, то сдвигающий импульс с длительностью t> (фиг.3)

И2 должен быть больше, чем длительность отработки t,о следящей системой следующего углового положения, т.е.

t 2 i Со, но не более 2tp. Таким обРазом, 2t p > 4 „2 > t о и не требУется при этом .измененйе фазы ЭДС. BCO 3, На фиг. 3 аналогично стрелками на синусоиде предстанлено направление изменения амплитуды ЭДС к устойчивому нулевому положению следящей системы и условное направление вращения исполнительного органа 5 в фазах выходной ЭДС BCO 3. Условие 21 > ting> tp

20 достигается выбором величины емкости С3 аналогично- выбору емкости С2.

Тогда при нажатии кнопки запуска

Кн.1 пусковое реле Р2 срабатывает н течение времени заряда емкости СЗ, 5 а следящая система отрабатывает импульс сдвига, поступающий or источника переменного тока V через конФ такты К2 реле Р2 (положение контактов 2-2 ) и усилитель б на ОУ ? двигателя 8. При этом исполнительный орган е

5 с NBT 1 повернется на некоторый угол aLZ р соответствующий точке 2 на синусоиде выходной ЭДС (фиг. 3), и далее следящая система отрабатывает выходную ЭДС до нулевого положения 4.

Далее работа схемы электромеханического делительного устройства н третьем режиме происходит аналогично изложенному.

Таким образом, ПредлагаеМая СхеМа позволяет путем нажатия кнопки запуска осуществлять автоматически задание угловых положений исполнительному органу, что снижает трудо5 емкость, сокращает время задания угловых положений и исключает возможные ошибки оператора. Кроме того, как третий, так и нторой режимы работы н схеме с точки зрения управ0 ления работой злектромеханического делительного устройстна идентичны и не требуют дополнительных переключений (и отличие от прототипа) при переходе с дискретности задания угловых положений к=2р на к=р. Это достигается за счет подбора емкости но второй дифференцирующей цепочке, вследствие чего может быть обеспечена любая дискретность задания углового положения, например

P . Р таад

Схема является более помехоэащищенной, так как управление фазой ЭДС выходной обмотки производится на обмотке возбуждения, где.сигнал помехи на 2-3 порядка меньше основного

1038189 напряжения питания, что не приводит кроме того, к погрешности следящей системы (в прототипе коммутации управляющим переключателем осуществляет-. ся на выходной обмотке ИВТ и амплитуда сигнала помехи соизмерима с ампли5 тудой выходной ЭДС, что приводит к появлению ошибки }.

Следовательно, основными .преимуществами предлагаемой схем,являются: простота управления заданием угловых положений, которая достигнута за счет применения устройства управления, осуществляющего автоматическое задание угла следящей системой, для.чего необходимо лишь нажатие 15 кнопки запуска; сокращение времени задания угловых положений исполни-, тельному органу в несколько раэ за счет замены ручного переключения по нескольку раэ автоматическим прн од- yg нократном нажатии кнопки запуска и перехода на другой режим работы; снижение трудоемкости задания угловых положений путем замены ручного управления несколькими переключениями на однократное нажатие кнопки запуска и автоматического управления работой следящей системы; устранение субъективных ошибок оператора за счет автоматизации процесса управления работой предлагаемой схемы; снижение уровня погрешности следящей системы эа счет осуществления управления изменением фазы выходной ЭДС .МВТ на его обмотке возбуждения.

Схема электромеханического делительного устройства предназначается для использования в народном хозяйстве для изготовления большого числа шлицов, канавок и отверстий, требующих высокой точности по их угловому расположению на фре ерных, сверлильных и шлифовальных станках. Это позволит повысить производительность труда и снизить трудоемкость, например, при изготовлении зубцовой зоны многополюсных датчиков угла, многополюсных ВТ и высокоточных зубчатых колес.

1038189

Составитель A. Печкова

Редактор В. Ковач Техред С.Мигунова Корректор О. Тигор

Заказ 6115/18 Тирам 760 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Умгород, ул. Проектная, 4