Устройство для дистанционной передачи угла поворота задающего вала
Патент 2072107
Авторы
Классы МПК
Устройство для дистанционной передачи угла поворота задающего вала
Реферат
Использование: изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в следящих системах. Сущность: устройство для дисперсионной передачи угла поворота задающего вала содержит задающую 1 и исполнительную 2 синхронные машины, датчики 3 момента оператора и датчик 4 нагрузки, полупроводниковый коммутатор 5 с коммутирующим входом 6 и управляющим величиной тока входом 7, интегратор 8, выход которого подключен к коммутирующему входу 6 коммутатора 5, а вход - к сравнивающему элементу 9. В результате повышается надежность и упрощается конструкция устройства, т.к. функции его реализуются без использования датчиков положения ротора, управление величиной тока коммутатора осуществляется по значению момента нагрузки. 3 ил.
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в следящих системах двустороннего действия с вентильными электродвигателями и с силомоментным очувствлением.
Целью изобретения является повышение надежности и упрощение устройства. На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для дистанционной передачи угла поворота задающего вала; на фиг. 2 векторные диаграммы магнитных полей синхронных машин; на фиг. 3 временные диаграммы работы устройства. Устройство для дистанционной передачи угла задающего вала содержит задающую 1 и исполнительную 2 синхронные машины, на валах которых установлены соответственно датчик 3 момента оператора и датчик 4 нагрузки, полупроводниковый коммутатор 5 с коммутирующим входом 6 и управляющим величиной тока входом 7. К входам полупроводникового коммутатора 5 параллельно подключены обмотки статоров синхронных машин 1 и 2. Устройство содержит также интегратор 8, выход которого подключен к коммутирующему входу 6 коммутатора 5, а вход к сравнивающему элементу 9. Первый и второй входы сравнивающего элемента 9 подключены соответственно к выходам датчиков момента оператора 3 и нагрузки 4. Кроме того, выход датчика момента нагрузки 4 подключен к управляющему величиной тока 7 коммутатору 5. На фигурах и в тексте приняты следующие условные обозначения: рз, ри углы поворота валов задающей 1 и исполнительной 2 синхронных машин; рассогласование валов; Mз, Mи вращающие моменты задающей и исполнительной синхронных машин; Mоп, Мн нагрузочные моменты на валах задающей 1 и исполнительной 2 синхронных машин (оператора и нагрузки); вектора магнитных полей роторов и статоров задающей 1 и исполнительной 2 синхронных машин. Устройство для дистанционной передачи угла поворота работает следующим образом. В состоянии равновесия, которое достигается при равенстве нулю входного сигнала интегратора 8, имеют место равенства Mоп Мн, Мз Моп + Мсз, Mи Мн + Мси, (1) где Мсз, Мси суммарные моменты сопротивления на задающем и исполнительном валах. Предположим, что увеличился Моп. Тогда увеличился угол между (фиг. 2, а), т.е. конфигурация магнитных полей перейдет из изображенной на фиг. 2, а сплошными линиями в изображенную пунктиром. При увеличении Моп (t1, фиг. 3) на выходе сравнивающего элемента 9 появляется положительный сигнал и выходной сигнал интегратора 8 будет возрастать со скоростью, пропорциональной M=Mоп-Mн. Выходной сигнал интегратора 8 задает угол поворота вектора поля статора c, т.е. повернутся против часовой стрелки на некоторый угол. Из векторных диаграмм запишем выражения для вращающих моментов вентильных электродвигателей: Очевидно, что возрастание вследствие поворота при постоянном Mн, Ми вызовет поворот ротора и в сторону действия Ми, т.е. против часовой стрелки (фиг. 2, а). При уменьшении Мн (t2, фиг. 3), вызывающем уменьшение амплитуды и , процесс будет происходить в обратном порядке, т.е. сначала повернется , затем , и , и т.д. При изменении знака Моп (t3, фиг. 3) моменты Мз и Моп первоначально будут складываться, при этом угол между и станет быстро уменьшаться, а , будут поворачиваться по часовой стрелке под действием Мн, который становится больше Ми. Если наоборот, изменится знак Мн (t4, фиг. 3), то разность моментов (конфигурация полей 2, а) станет положительной и , повернутся со значительной скоростью против часовой стрелки, в ту же сторону под действием сумм Мн и Ми повернутся и . Если оператор должен удерживать исполнительный орган неподвижным, то он вынужден будет уменьшать Моп, т.к. Мз станет меньше (фиг. 2, а и фиг. 3). Через некоторое время рассогласование поменяет знак, и конфигурация магнитных полей перейдет в показанную на фиг. 2, б, т.е. Мз и Ми поменяют знаки. Таким образом, положительный эффект устройства заключается в повышении надежности и упрощении устройства для дистанционной передачи угла поворота задающего вала. Достигается это за счет реализации функциональной схемы без использования датчика положения ротора и управления величиной тока коммутатора по значению момента нагрузки.Формула изобретения
Устройство для дистанционной передачи угла поворота задающего вала, содержащее задающую и исполнительную синхронные машины, на валах которых укреплены соответственно датчики момента оператора и нагрузки, полупроводниковый коммутатор с коммутирующим и управляющим величиной тока входами, к выходам которого параллельно подключены обмотки статоров синхронных машин, интегратор, выход которого подключен к коммутирующему входу полупроводникового коммутатора, а вход интегратора подключен к выходу сравнивающего элемента, первый вход которого подключен к выходу датчика момента оператора, а второй вход подключен к выходу датчика момента нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения устройства, выход датчика момента нагрузки подключен к управляющему величиной тока входу коммутатора.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3