SU759960A1 - Бесконтактный тахогенератор постоянного тока - Google Patents

Description

Изобоетение относится к области электротехники и может быть использовано для измерения угловой скорости вращения. ' ' :

Известен реверсивный бесконтактный 5 тахогенератор, включающий синхронный генератор, модуляторы, датчик положения, расположенный на общем валу с синхронным генератором, и фазочувствительную' схему £1] . . . Недостатком тахогенератора является невысокая линейность выходной ха- ;

10

рактеристики из-за того, что в цепи сигнала синхронного генератора расположена индукционная машина (датчик 15 положения ротора) , входное сопротив-τ ’ ление которой не может быть получено достаточно большой величины. (//,/.

Известен также бесконтактный тахогенератор, содержащий расположенные 20 на одном валу т-фазный синхронный генератор и датчик положения, а также фаэочувствительные выпрямители, связанные с выходом датчика положения £2]. 25

Недостатком такого тахогенератора

является то, что в нем нельзя получить высокую линейность выходной характеристики, поскольку нагрузкой

-синхронного генератора являются моду-30

7 2

ляторы й фазированные выпрямители с' переходными трансформаторами. Кроме того, недостатком тахогенераторов является большойнулевой фон за счет Напряжения смещения нуля модуляторов ифазочувствйтельных выпрямителей.

Цель изобретения — увеличение линейности выходной характеристики и уменьшение Пулевого фона тахогенератора.

Цель Достигается тем, что тахогенераторснабжен преобразователем числа фаз с формирователями, двумя масштабнымиоперационнымиусилителями с последовательно соединенными коммутируемыми' резисторами и основными ключами в цепи Обратной связи, ограничивающими резисторами, вспомогательными Ключами, двумя конденсаторами и суммирующим операционным усилителем, причем выходы фазочувствительных вы-; прямителей через преобразователь Числа фаз с формирователями подключены , к Основным и вспомогательным ключам,/ каждый конденсатор соединен- с выводами одной из фаз синхронного генератора, которая подключена через вспомогательные ключи й ограничивающие резисторы к входам соответствующего масштабного усилителя, а выходы

3

759960 4

масштабных операционных усилителей соединены с входами суммирующего операционного усилителя. Величины резисторов выбраны таким образом, что на выходе каждого масштабного операционного усилителя при включении ключей е реализуется кусочно-ступенчатая синусоидальная функция угла поворота ротора. '

Синхронный генератор в частном случае может быть выполнен со средним выводом от обмотки, к которому подключен неинвертирующий вход масштабного усилителя.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого бесконтактного тахогенератора постоянного тока. 15

Тахогенератор содержит расположенные на одном валу синхронный генератор 1 и датчик 2 положения, конденсаторы 3, 4, подключенные к выходам „ фаз синхронного генератора, преобра- ^0 зователь 5 числа фаз, связанный с выходом датчика положения через фазочувствительные выпрямители 6-9, формирователи 10—21, суммирующий операционный усилитель 22, множительные 25

устройства, построенные на масштабных операционных усилителях 23, 24 с ком. мутируемыми резисторами 25—36, основными ключами 37—6'8, включенными в цепи коммутируемых резисторов и вспо- ' 30 могательными ключами 69—76, которые через ограничивающие резисторы 77—80 включены, между выходами фаз синхронного генератора и выходами соответствующего Масштабного усилителя. 35

Устройство работает следующим образом.

Выходные напряжения синхронного генератора

и*_;-с/£ зи.*,

40

где С_е - коэффициент ЭДС,

' — угол поворота ротора синхронного генератора, связан- 45 нЫй с угловой скоростью вра- . щения Я в общем случае соотношением ф =^Г Λ (ι)άϊ, подаются соответственно на входы масштабных операцион- 50 ных усилителей 23, 24.

В результате дискретного изменения сопротивления в цепи обратной связи й на неинвертирующем входе каждый из масштабных усилителей дискретно йзме- $$ 'няёт' свой коэффициент усиления. Закон 'изменения сопротивлений подобрантаким образом, что операционные усилители осуществляют умножение входного сигнала на кусочно-ступё.нчатую сйну- . соидальную функцию угла поворота ро- 60 тора. Степень приближения к синусоиде -зависит от числа ступеней разбиения полупериода синусоиды.

Коммутирование сопротивлений осуществляется с помощью ключей 37—68. 65

Управление ключами осуществляется датчиком 2 положения посредством преобразователя 5 числа фаз с формиро-. вателями 10—21 на выходе, работающего. от фазочувствительных выпрямителей 6—9. Датчик положения работает в режиме вращающегося трансформатора, для чего его обмотка запитывается переменным напряжением повышенной частоты постоянной амплитуды. Преобразователь числа фаз служит для согласования числа фаз выходной обмотки датчика положения с необходимым количеством ключей, которое определяется числом разбиения полупериода синусоиды.

Коэффициент передачи операционного усилителя 23 изменяется пропорционально абсолютному значению синуса угла ё (при пренебрежении, дискретностью изменения сопротивления в цепи обратной связи и на нёинвертирующем входе).

Для того,- чтобы выходное напряжение операционного усилителя изменяло свою полярность на противоположную в диапазоцё углов. От 180 до 360 эл.град., входной сигнал подается на другой вход операционного усилителя с помощью вспомогательных ключей 69—76. Тогда коэффициент передачи всего множительного устройства — операционного усилителя с вспомогательными ключами — изменяется по закону синуса для операционного усилитёля 23 и по закону косинуса для операционного усилителя 24.

Синхронный генератор и датчик положения выставлены в пространстве один относительно другого так, что моменты времени изменения полярности напряжения.с выходом тех формирователей, которые управляют вспомогательными ключами, и напряжений с соответствующих обмоток'синхронного генератора совпадают. Поэтому при вращении тахогенератора напряжения с выходов операционных усилителей 23 и 24 будут изменяться по законам 5ΐη^?<* и Соз^г<Х 1)^ = Цд, · 5 ϊ п сА = С_е сЦ/сП: *

'5 ΐ г. О*. - 5 ϊ п«е = С_еск*/Л 5 ί η’Λ ;

и 24 = и&-] · Со5<* = · со5<а'Со5<х= С_ес1^У1Соз^аЛ .

Эти напряжения подаются на вход суммирующего операционного усилителя. 22, на выходе которого получается напряжение постоянного тока

При установившемся режиме вращения, когда сАгрА

^итг ⁼

Таким образом, на выходе тахогенератора получают напряжение постоянно759960

10

го тока, пропорциональное скорости вращения и принципиально не содержащее переменных составляющих в функции угла , т.е. пульсации.

При реверсе полярность выходного напряжения тахогенератора изменяется на противоположную, так как фаза напряжений синхронного генератора изменяется на 180° , а состояние вспомогательных ключей не меняется.

В том случаекогда обмотки синхронного генератора выполнены со средним выводом, тахогенератор можно построить по упрощенной схеме, приведенной на фиг. 2. В этом случае неинвертирующий вход операционного усилителя соединен непосредственно со средним выводом соответствующей обмотки синхронного генератора.

•

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Бесконтактный тахогенератор постоянного тока, содержащий расположенные на одном валу т-фазный синхронный генератор и датчик положения, а также фаэочувствительные выпрямители, 25 отличающийся тем, что, с целью увеличения линейности и уменьшения нулевого фона, он снабжен пре15

   образователем числа фаз с формирователями, двумя масштабными операционными усилителями с последовательно соединенными коммутируемыми резисторами и основными ключами в цепи обратной связи, ограничивающими резисторами, вспомогательными ключами, двумя конденсаторами и суммирующим операционным усилителем, причем выходы фазочувствительных выпрямителей через преобразователь числа фаз с формирователями подключены к основным и вспомогательным ключам, каждый конденсатор соединен с выводами одной из фаз синхронного генератора, которая подключена через вспомогательные ключи и ограничивающие резисторы к входам соответствующего масштабного усилителя, а выходы масштабных операционных усилителей соединены с входами суммирующего операционного усилителя.