Устройство дистанционной передачи угла поворота задающего вала Советский патент 1986 года по МПК G08C19/38 H02K29/06 

Изобретение относится к электротехнике и автоматике и может быть использовано для дистанционной передачи угловых перемещений в следящих систе мах двустороннего действия с вентиль- ,ными электродвигателями н силомрмент- ным очувствлением.

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения нагрузочных моментов на задающем валу,

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства; на фиг.2 - векторные диаграммы магнитных полей, поясняющие принцип его действия.

На чертежах и в тексте приняты следующие условные обозначения и сокращения: 0 J , ody , о;,; , Aoi - углы поворота задающего и исполнительного валов, их среднее арифметическое значение и разность соответственно; М,,, MM вращающие моменты на задающем и исполнительном валах; М , М - нагрузочные моменты на задающем и исполнительном валах, Ф , Фр, - потоки роторов синхронных машин на задающем и исполнительном валах , , Ф., - результирующие потоки статорных обмоток синхронных машин на задающем и исполнительном валах.

Устройство содержит соединенные с задающим и исполнительным валами синхронную машину 1 оператора, снабженную первым датчиком 2 положения ротора, сравнивающий элемент 3, второй датчик 4 положения ротора синхронной мащины 5 нагрузки, суммлтор 6 и делитель 7 на два, полупроводниковый ком- 1утатор 8 с управляющим и коммутирующим входами. К выходам коммутатора параллельно подключены соответствую- щие силовые обмотки статоров синхронных мащин 1 и 5. ,

Устройство работает следующим образом.

В режиме покоя валов (задающего и нагрузки) вследствие действия Мд и MK между валами имеет место некоторое рассогласование act, которое выявляется датчиками 2 и 4 положения и сравнивающим элементом 3. Это рассогласо- вание поступает на управляющий вход полупроводникового коммутатора 8, определяя, например, глубину широтно- импульсной позиционной модуляции напряжений на силовых обмотках синхрон- ных машин 1 и 5, т. е. величину потоков Фс и . Пространственная ориентация последних одинакова и определяется средним арифметическим значением углов поворота обоих валов «Сс благодаря наличию сумматора 6 и делителя 7 на два, подключаемого к коммутирующему, входу коммутатора, а также параллельному подключению силовых обмоток машин 1 и 5 к выходу полупроводникового коммутатора 8,. Указанное расположение магнитных потоков представлено на фиг.2, при этом для иллюстрации пространственных ориентации потоков считается, что оси роторов синхронных машин 1 и 5 расположены вдоль одной прямой АА , а направления Фс и Ф|., в пространстве совпадают. При этом вращающие моменты обеих синхронных мании выражаются следующими уравнениями:

Mi

М К, йоС Фр sin --;

Ли.

(1)

М Kjuot Фр,31п ---,

где К(, К - коэффициенты, зависящие от конструкции машин.

М, и М при идентичных машинах 1 и 5 равны при любых Доб, причем эта зависимость имеет место и при любых 5 и благодаря использованию сумматора 6 и делителя 7 на два. Это происходит вследствие того, то магнитные потоки роторов обеих машин отклонены от магнитных потоков их статоров на одинаковые углы, но в противоположных направлениях.

При изменении, например увеличении момента нагрузки на исполнительном валу на величину йМ., изменяются на некоторую величину углы л о; и о; , а магнитные потоки статоров обоих двигателей поворачиваются на угол

f -д. 0

--- (пунктирные векторы на фиг.2;.

Одновременно вследствие увеличения U od увеличиваются моменты М и М, как следует 13 формул (1). При этом коэффициент пропорциональности между ними остается неизменным вследствие того, что углы между потоками роторов и статоров обеих машин увеличиваются на одинаковую величину, а амплитуда потоков статоров пропорциональна вследствие параллельного подключения их обмоток к выходам коммутатора 8.

Таким образом, в устройстве имеет место принципиальное равенство моментов, развиваемых на исполнительном и задающем валах, т. е, оператор уп31

равляя задающим валом, ощущает нагрузочный момент на исполнительной стороне. Равенство моментов наблюдается и при вращении обоих валов с одинаковыми скоростями,

Предлагаемое устройство обеспечивает использование в однокоммутатор- ной системе с двумя синхронными машинами нового алгоритма ориентации магнитных полей статоров для достижения свойства обратимости по углу и точного отражения нагрузочных моментов на валу оператора.

«Формула изобретения 15

Устройство дистанционной передачи угла поворота задающего вала, содержащее укрепленную на задающем валу

синхронную машину с первым датчиком положения, исполнительную синхронную машину с вторым датчиком положения, и полупроводниковый коммутатор, к управляющему величиной тока входу которого через сравнивающий элемент подключены выходы первого и второго датчиков, а к его выходу параллельно подключены силовые обмотки обеих син- ,хронных машин, отличающее- с я тем, что, с целью повьшения точности воспроизведения нагрузочных моментов на задающем валу, устройство снабжено сумматором и делителем на два, выходы обоих датчиков положения подключены через сумматор и подключенный к его выходу делитель на два к коммутирующему входу полупроводникового коммутатора.

Изобретение относится к области электротехники и автоматики и может быть использовано для дистанционной передачи угловых перемещений в следящих системах двустороннего действия с вентильными электродвигателями и силомоментным очувствлением. Целью изобретения является повьшение точности воспроизведения нагрузочных моментов на задающем валу. Устройство содержит соединенную с задающим и исполнительным валами синхронную машину 1 оператора, снабженнзпо первым датчиком 2 положения ротора, сравнивающий элемент 3, второй датчик 4 положения ротора синхронной мащины 5 нагрузки, сумматор 6 и делитель 7 на два, полупроводниковый коммутатор (ПК) 8 с управляющим и коммутирукяцим входами. К управляющему величиной тока входу ПК через сравнивающий элемент 3 подключены выходы датчиков, а к выходу ПК параллельно подключены силовые обмотки обеих синхронных машин. К коммутирующему входу ПК через сумматор 6 и делитель 7 на два подключены выходы обоих датчиков 2 и 4. В данном устройстве достигается равенство моментов, развиваемых на исполнительном и задающем валах. 2 ил. (Л

. «

Фиг.2

Редактор Е,Копча

Составитель А,Санталов

Техред Л.Олейник Корректор Л,11илиг1енко

Заказ 4962/50Тираж 515 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4