SU1767637A1 - Устройство дл дистанционной передачи угла поворота вала - Google Patents

Description

1

(21)4081650/07 (22) 18.04.86 (46)07.10.92. Бюл. №37

(71)Белорусский государственный университет им. В.И.Ленина

(72)И.М.Чушенков

(56)1. Авторское свидетельство СССР i № 1176425,кл. Н 02 К 29/06. 1984.

2, Авторское свидетельство СССР № 1257690, кл. Н 02 К 29/06, 1984.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧИ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА

(57)Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в след щих системах двустороннего действи . Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  как автоматического слежени  за углом поворота, так и фиксации этого угла на заданном уровне. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  дистанционной передачи угла поворота вала введены компаратор , синхронный IK-триггер, логический элемент И-НЕ. Введение указанных элементов обеспечивает фиксацию положений валов задающей и исполнительной синхронных машин, плавное их включение в работу после окончани  фиксации, т.к. их подключение осуществл етс  лишь после увеличени  противодействующего момента до размера, необходимого дл  полной компенсации задающей синхронной машины . 2 ил.

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в след щих системах двустороннего действи  с вентильными двигател ми и силомоментным очувствлением.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  как автоматического слежени  за углом поворота, так и фиксации этого угла на заданном уровне.

На фиг.1 изображена функциональна  схема устройства дистанционной передачи угла поворота вала; на фиг.2 - векторные диаграммы магнитных полей синхронных машин.

На чертежах и в тексте прин ты следующие условные обозначени :

«з, а/л , Ос - углы поворота задающего , исполнительного валов и углова  ориенСО

С

таци  статорных полей синхронных машин (СМ);

Аа -Југол между магнитными пол ми

роторов и статоров СМ;

Мои, Мн - моменты оператора и нагрузки , действующие на задающий и исполнительный валы;

М3, Ми - вращающие моменты задающей исполнительной СМ;

Фрз, Фри, Фсз, Феи - магнитные потоки роторов и статоров задающей и исполнительной СМ.

Устройство дистанционной передачи угла поворота вала содержит установленную на задающему валу синхронную машину 1 с первым датчиком 2 положени , исполнительную синхронную машину 3 с вторым датчиком 4 положени , коммутатор 5 с коммутирующим 6 и управл ющим величиной

Ч| о vj

Оч

со VJ

тока 7 входами, к выходам которого подключены параллельно  корные обмотки синхронных машин 1 и 2. Выход второго датчика 4 положени  подключен к объединенным первым входам сравнивающего элемента 8 и сумматора 9, выход которого подключен через блок 10 делени  на два к коммутирующему входу 6 коммутатора 5. Выход срав- нивающегр элемента 8 подключен к управл ющему величиной тока входу 7 ком- мутатора 5. Кроме того, устройство дистанционной передачи угла поворота вала содержит компаратор 11, синхронный IK- триггер 12, логический элёмент И-НЕ 13 и управл емый запоминающий элемент 14, вход которого подключен к выходу первого датчика 2 положени , а выход - к объединенным вторым входам сравнивающего элемента 8 и сумматора 9. Входы компаратора 11 подключены соответственно к входу и выходу запоминающего элемента 14, а выход - к первому входу логического элемента И-НЕ 13, второй вход которого под- ключей к выходу сравнивающего элемента 8, а выход - к 1-входу синхронного 1К-триг- гера 12,входы К и С которого объединены и  вл ютс  входом управлени  устройства дистанционной передачи угла поворота вала . Выход IK-триггера подключен к управл ющему входу запоминающего элемента 14,

Устройство дистанционной передачи угла поворота вала работает следующим образом .

При разомкнутом ключе 15 и единице на выходе IK-триггера 12 запоминающий эле- мент 14 работает в режиме повторител  входного сигнала, при этом ориентаци  ста- торного пол  совпадает со средним арифметическим углом поворота валов.

,-v - з -ЬОи/,.

«с о0)

а амплитуда его пропорциональна рассогласованию валов (см. фиг, 2а), Дл  вращаю- 45 щих моментов СМ можно записать:

М3 К3 Да sin

Да

МИ -КИ Да sin-2,

где К3, Ки - коэффициенты, определ емые конструкци ми СМ; а До; аэ - #и .55

Из (2) видна обратимость устройства по усилию, поскольку отношение Ми к М3 всегда посто нно. Если в начальном положении при Да - 0 прикладывают, например, к

задающему валу М0п, это вызывает поворот Фрз в сторону действи  этого момента и по вление Да О . При этом по (2) по вл ютс  М3 и Ми и система приходит в движение до тех пор, пока не будет выполнено соотношение

Кз Ки

Кн.

(3)

5 10 15 20 / 25 30

35 40

45

50

55

д Л

При ЭТОМ УГЛЫ (Фрз Фсз) И (Фри, Феи)

всегда одинаковы, как видно из (1). Если Мн измен ет направление, Да уменьшаетс  до нул , а затем мен ет знак, что приводит к изменению направлени  Ми и М3. Таким образом, устройство обладает обратимостью по положению и усилию.

При необходимости фиксации положени  оператор замыкает ключ 15. При этом на К-вход IK-триггера 12 поступает логическа  единица и устанавливает нуль на его выходе . Одновременно единица поступает на С- вход IK-триггера 12, что не мешает его установке в нуль, но запрещает дальнейшие переключени  на все врем  замыкани  ключа 15. В момент переключени  в силу работы запоминающего элемента 14 в режиме повторител  сигналы на входах компаратора 11 одинаковы, на его выходе-нуль, а на I- входе триггера 12, следовательно, единица. Однако триггер 12 устанавливаетс  в нуль, т.к. при двух единицах на входах IK-триггер инвертирует предыдущее состо ние.

Так как на управл ющем входе запоминающего элемента 14 по вл етс  нуль, он переходит в режим хранени  информации, а следовательно, сигналы на первых входах сравнивающего элемента 8 и сумматора 9 остаютс  неизменными в течение всего времени замыкани  ключа 15, Поэтому при неизменном Мн ориентаци  и амплитуды Фсз, Феи остаютс  неизменными, т.е. Ои посто нен, т.е. исполнительный вал фиксируетс . Задающий же вал повора- чиваетс  до совпадени  Фрз с Фсз (при Моп 0, т.е., если оператор не прикладывает усилий к задающему валу). После этого положени  валов фиксируютс , если Мн const, в противном случае Ос измен етс  до выполнени  (3) на небольшой угол (см. фиг.2б).

При размыкании ключа 15 на С-входе IK-триггера 12 вновь по вл етс  нуль, разреша  его переключение. Однако оно происходит лишь при по влении единицы на его l-входе, т.е. при по влении нул  на одном из входов элемента И-НЕ 13. На первом его входе нуль по вл етс  при равенстве сигналов на входе и выходе запоминающего

элемента 14, т.е. возвращении задающего вала в положение, при котором была осуществлена фиксаци  (см.фиг.2в), т.е. при выполнении (3), а это значит, что М0п становитс  равен М3. Поэтому включение 5 системы в работу в этом случае происходит

плавно, и лишь при увеличении М0п до I/

Мн. Св зь выхода сравнивающего

мента 8 с вторым входом элемента И-НЕ 13 Ю предусмотрена на случай изменени  знака Моп или Мн, чтобы включение системы в работу произошло при . После включени  ориентаци  полей в системе становитс  аналогичной изображенной на 15 фиг.2а и в.

В устройстве обеспечиваетс  фиксаци  положений задающего и исполнительного органов, причем включение в работу после окончани  фиксации происходит плавно, 20 поскольку осуществл етс  лишь после увеличени  противодействующего момента оператора до размера, необходимого дл  полной компенсации вращающего момента задающей СМ, отражающего имеющийс  25 нагрузочный момент.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  дистанционной переда- 30 чи угла поворота вала, содержащее установ- ленную на задающем валу синхронную машину с первым датчиком положени , исполнительную синхронную машину с вторым датчиком положени , коммутатор с коммутирующим и управл ющим величиной тока входами, к выходам которого подключены параллельно  корные обмотки синхронных машин, выход второго датчика положени  подключен к объединенным первым входам сравнивающего элемента и сумматора , выход которого подключен через блок делени  на два к коммутирующему входу коммутатора, выход сравнивающего элемента подключен к управл ющему величиной тока входу коммутатора, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет обеспечени  как автоматического слежени  за углом поворота, так и фиксации этого угла на заданном уровне, в него дополнительно введены компаратор, синхронный IK-триг- гер, логический элемент И-НЕ и управл емый запоминающий элемент, вход которого подключен к выходу первого датчика положени , а выход - к обьединенным вторым входам сравнивающего элемента и сумматора , входы компаратора подключены соот- ветственно к входу и выходу запоминающего элемента, а выход - к первому входу логического элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу сравнивающего элемента, а выход- к I-вхо- ду синхронного IK-триггера, входы К и С которого объединены и  вл ютс  входом управлени  устройства, а выход IK-триггера подключен к управл ющему входу запоминающего элемента.

   Фез &а

   5 %,

   fyjt

   &,з

   О1

   $№,.