Электромеханический частотно-фазовый многоустойчивый элемент

Электромеханический частотно-фазовый многоустойчивый элемент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЧАСТОТНО-ФАЗОВЫЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий электродвигатель постоянного тока и фазовращатель , валы которых кинематически соединены, выход фазовращателя соединен с входом формирователя импульсов , первый фазочувствитель- . ный детектор, выход которого через первый фильтр нижних частот подключен к первому неподвижному контакту первого переключателя, подвижный контакт которого подключен к входу управления электродвигателя постоянного тока, а второй непод вижный контакт соединен с шиной управления , которая подключена к первому неподвижному контакту второго /70 переключателя, подвижный контакт которого подключен через второй фильтр нижних частот к входу управляемого многофазного мультивибратора , выходы которого подключены к входам фазовращателя, а один из выходов - к первому входу второго фазочувствительного детектора, выход которого подключен к второму неподвижному контакту второго переключателя , шина возбуждения подключена к первому входу первого фазочувствительного детектора и к второму входу второго фазочувствительного детектора, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей (Л путем преобразования постоянного напряжения в ступенчато изменяющуюся скорость вращения вала, введены третий переключатель, компаратор и шина постоянного напряжения, которая подключена к первому входу компаратора, второй вход которого подключен к выходу фазовращателя, а выход - к первому неподвижному контакту третьего переключателя, второй неподвижный контакт которого подключен к выходу формирователя импульсов, а подвижный контакт к второму входу фазочувствительного детектора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) y 1) Н 03 К 3/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3566038/24-24 (22) 10.03.83 (46) 30.11.84. Бюл. 1Ф 44 (72) А, Абдукаюмов, А.А. Халиков и Ш.А. Мавлянов (71) Ташкентский ордена Дружбы на- родов политехнический институт им. А.P. Бируни (53) 681.327.67(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 315274, кл. Н 03 К 3/14, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 999139, кл. Н 03 К 3/14, 1981 (прототип). (54)(57)

ТОТНО-ФАЗОВЫЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ

ЭЛЕМЕНТ, содержащий электродвигатель постоянного тока и фазовращатель, валы которых кинематически соединены, выход фазовращателя соединен с входом формирователя импульсов, первый фазочувствительный детектор, выход которого через первый фильтр нижних частот подключен к первому неподвижному контакту первого переключателя, подвижный контакт которого подключен к входу управления электродвигателя постоянного тока, а второй неподвижный контакт соединен с шиной управления, которая подключена к первому неподвижному контакту второго г )з переключателя, подвижный контакт которого подключен через второй фильтр нижних частот к входу управляемого многофазного мультивибратора, выходы которого подключены к входам фазовращателя, а один из выходов — к первому входу второго фазочувствительного детектора, выход которого подключен к второму неподвижному контакту второго переключателя, шина возбуждения подключена к первому входу первого фазочувствительного детектора и к второму входу второго фазочувствительного детектора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем преобразования постоянного напряжения в ступенчато изменяющуюся скорость вращения вала, введены третий переключатель, компаратор и шина постоянного напряжения, которая подключена к первому входу компаратора, второй вход которого подключен к выходу фазовращагеля, а выход — к первому неподвижному контакту третьего переключателя, вто рой неподвижный контакт которого подключен к выходу формирователя импульсов, а подвижный контакт— к второму входу фазочувстнительного детектора.

1127076

Изобретение относится к импульсной технике и может быть испольэо вано в автоматизированном электроприводе и следящих системах.

Известен электромеханический фазовый многоустойчивый элемент, содержащий последовательно соединенные фазовращатель, формирователь импульсов, фазовый детектор с фильтром нижних частот и двигатель постоянного тока, вал которого кинематически соединен с валом фазовращателя, делитель частоты, вход которого подключен к источнику прямоугольных импульсов, а выход соединен с входом фазовращателя, выход которого соединен с входом фазовращателя (1) .

Недостатком устройства является ограниченность функциональных возможностей устройства, так как она не позволяет ступенчато изменять скорость вращения вала.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является электромеханический частотно-фазовый многоустойчивый элемент, содержащий электродвигатель постоянного тока и фазовращатель, валы которых кинематически соединены, выход фазовращателя соединен с входом формирователя импульсов, первый фазочувствительный детектор, выход которого через первый фильтр нижних частот подключен к первому неподвижному контакту первого переключателя, подвижный контакт которого подключен к входу управления электродвигателя постоянного тока, а второй неподвижный контакт соединен с шиной управления, которая подключена к первому неподвижному контакту второго переключателя, подвижный контакт которого подключен через второй фильтр нижних частот к входу управляемого многофазного мультивибратора, выходы которого подключены к входам фазовращателя, а один из выходов — к первому входу второго фазочувствительного детектора, выход которого подключен к .второму неподвижному контакту второго переключателя, шина возбуждения подключена к первому входу первого фазочувствительного детектора и к второму входу второго фазочувствительного детектора, выход формирователя импульсов подключен к вто5

f0

55 рому входу первого фазочувствительного детектора f2) .

Недостатком устройства является ограниченность функциональных возможностей.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем преобразования постоянного напряжения в ступенчато изменяющуюся скорость вращения вала.

Поставленная цель достигается тем, что в электромеханический частотно-фазовый многоустойчивый элемент, содержащий электродвигатель постоянного тока и фазовращатель, валы которых кинематически соединены, выход фазовращателя соединен с входом формирователя импульсов, первый фазочувствительный детектор, выход которого через первый фильтр нижних частот подключен к первому неподвижному контакту первого переключателя, подвижный контакт которого подключен к входу управления электродвигателя постоянного тока, .а.второй неподвижный контакт соединен с шиной управления, которая подключена к первому неподвижному контакту первого-переключателя, подвижный контакт которого подключен через второй фильтр нижних частот к входу управляемого многофазного мультивибратора, выходы которого подключены к входам фазовращателя, а один из выходов— к,первому входу второго фазочувствительного детектора, выход которого подключен к второму неподвижному контакту второго переключателя, шина возбуждения подключена к первому входу первого фазочувствительного детектора и к второму входу второго фазочувствительного детектора введены третий переключаР тель, компаратор и шина постоянного напряжения, ксторая подключена к первому входу компаратора, второй вход которого подключен к выходу фазовращателя, а выход — к первому неподвижному контакту треть его переключателя, второй неподвижный контакт которого подключен к выходу формирователя импульсов, а подвижный контакт — к второму входу фазочувствительного детектора.

На чертеже приведена блок-схема электромеханического частотно-фазового многоустойчивого элемента.

3. 1127076

Многофункциональный электромеханический частотно-фазовый многоустойчивый элемент содержит электродвигатель 1 постоянного тока, фазовращатель 2, фазочувствительный детектор 3, переключатель 4, фильтр

5 нижних частот, управляемый многоустойчивый мультивибратор 6, формирователи 7 и 8 импульсов, шину 9 постоянного напряжения, переключа- 10 тель 10, фазочувствительный детектор 11, фильтр 12 нижних частот, переключатель 13, шину 14 управления, усилитель 15 постоянного тока, компаратор 16, шину 17 возбуждения.

Устройство работает следующим образом.

Прямоугольные разнополярные импульсы с шины 17 возбуждения подаются на входы возбуждения фазовых детекторов 3 и 11, с выхода мультивибратсра 6 — на формирователь 8 импульсов. На второй вход фазового детектора 3 подается сигнал обратной связи с выхода формирователя 8 25 импульсов.

При запуске элемента переключа/ тель 4 находится в положении I и от шины 14 управления подается постоянное напряжение управления, соот- Зв ветствующее некоторому устойчивому состоянию элемента, амплитуда которого определяет частоту F мультивибратора, кратную частоте сигнала возбуждения Г . Затем переключа35 тель 4 переключается в положение II конденсатор фильтра 5 начнет разряжаться. При достижении кратности частот вследствие взаимодействия напряжения многофазного мультивибратора 6 с одной иэ гармоник напряжения возбуждения Г увеличивается выходное постоянное напряжение фазового детектора 3, препятствующее дальнейшему разряду конденсатора фильтра 5. В результате обеспечивается устойчивое состояние элемента. Этому состоянию соответствует определенное постоянное напряжение 0 на выходе фазового детектора 2 и частоты, Г, . муль« тивибратора 6, отличающиеся по фа360 о эе на угол ф 3 = 120

Для перевода элемента в другое устойчивое состояние переключатель

4 необходимо перебросить в положение

I и подать от шины 14 управления напряжение, соответствующее необходимому устойчйвому состоянию, а затем перебросить его в положение II.

Выходное напряжение мультнвибратора 6 обеспечивает питание фазовращателя 2. Сигналы с измерительной обмотки фазовращателя 2 подаются на формирователь 8 импульсов и на компаратор 16 ° При переключении контакта переключателя 10 в положение

Т многофункциональный электромеханический частотно-фазовый многоустойчивый элемент работает как электромеханический фазовый многоустойчивый элемент, т.е. разнополярные импульсы с выхода формирователя 8 импульсов подаются на второй вход фазового детектора 11 через переключатель 10 рода работы. Фазовый детектор 11 с фильтром 12 низких частот обеспечивают постоянное знакопеременное напряжение, принимающее значение ll» которое подается к одному неподвижному контакту переключателя 13 рода работы. К другому неподвижному контакту переключателя

13 рода работы подается сигнал управления от шины 14 управления.

Таким образом, на вход усилителя

Ф

15 постоянно .о тока подается через переключатель 13 рода работы либо напряжение управления, либо напряжение с выхода фильтра 12 нижних частот.

Когда элемент находится в одном из устойчивых состояний, переклн чатель 4 находится в положении II переключатель 10 рода работы — в положении I и переключатель 13 рода работы — в положении I. При этом вал элемента имеет фиксированный угол поворота, а выходное напряжение фазовращателя 2 — фазовый сдвиг, соответствующий этому углу поворота.

При переходе переключателя 13 рода работы в положение II в обмотку управления двигателя поступает постоянное напряжениеЦу, которое приводит во вращение его вал в ту или другую сторону, в зависимости от полярности управляющего напряжения, который в свою очередь переводит вал фазовращателя в нужное устройчивое состояние. После этого система опять замыкается переводом переключателя l3 рода работы в положение Т, обеспечивающее фиксацию вала элемента . в новом устойчивом состоянии. Для

112707б

ВНИИПИ Зажаа 8755/44 Тираа 861 Подписное

Еиаиицх ППП ипатеатер, r Ужород,уляроентнаау 4 того, чтобы изменить величину дискретности угловых перемещений, необходимо перевести электронную часть многоустойчивого элемента в другое состояние с помощью переключателя 4 (изменить частоту Fc ).

Таким образом, элемент преобразует напряжение в дискретные углы поворота вала и изменение фазы выходного напряжения. Каждому устойчивому состоянию электронной части элементаn соответствует устойчивое состояние электромеханического части элемента в„ . Следовательно, общее количество устойчивых состояний электромеханического частотнофазового многоустойчивого элемента 1 о 4 =" ии и <рмДля того, чтобы элемент работал как электромеханический частотный многоустойчивый элемент, необходимо переключить переключатель 10 в положение II. В этом случае выходное напряжение.,фазовращателя подается на один из входов компаратора

16, на второй вход которого подается постоянное напряжение акоп . Нри равенстве этих входных напряжений иа выходе компаратора появляются вы сокостабильные короткие импульсы.

Эти импульсы подаются на второй вход фазового детектора 11 через переключатель 10. К первому входу фазового детектора 11 подается сигнал возбужцения от шины возбуждения 17. Выходное постоянное напряжение tJО, через замыкающий контакт

I переклю-ателя 13 подается к входу усилителя постоянного тока 15. Напряжение с выхода усилителя 15 постоянного тока подается на электродвигатель 1 постоянного тока. В режиме запуска схемы переключатель 4 находится в положении II-, переключатель 10 — в положении II и переключатель 13 — в положении II.

Тогда на усилитель 15 постоянного тока от шины 14 управления подается напряжение управления, которое приводит во вращение вал электродвигателя 1 постоянного тока, и на

Ю

36

35 выходе компаратора 16 появляется напряжение с частотой Г, к..атной (в устойчивом состоянии) частоте сигналов возбуждения. Число устойчивых состояний определяется соотF8o 4 ношением частот

"p,c

При установке переключателя 13 в положение I конденсатор фильтра 12 начнет разряжаться, при этом уменьшается скорость вращения вала, что в свою очередь приводит к уменьшению частоты выходного напряжения компаратора 16, Когда частота системы кратна частоте одной из гармоник напряжения возбуждения Гоо увеличивается выходное постоянное напряжение фазового детектора 11, препят» ствующее дальнейшему разряду конденсатора фильтра 12. Этому состоянию соответствует определенное постоянное напряжение U на выходе фазового детектора 11 и определенная частота FAc на выходе компаратора 16, ступенчато изменяющая скорость вращения вала электродвигателя постоянного тока.

Для перевода элемента в другое устойчивое состояние переключатель

13 необходимо установить в положение II и подать напряжение с шины

14 управления, соответствующее необходимому устойчивому состоя-, нию, а затем установить его в положение I. В этом случае элемент обеспечивает функцию преобразования постоянного напряжения с высокой точностью в ступенчато изменяющуюся скорость вращения.

Выходными параметрами многофчнкционального электромеханическогс частотно-фазового многоустойчивого элемента являются: угол поворота вала фаза выходного напряжения фазовращателя, постоянное напряжение и скорость вращения вала электродвигателя.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает более широкими функциональными возможностями.