СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Советский патент 1977 года по МПК G05B11/12 

Известны следящие системы переменного тока, в которых путем включения RC-фильтра с синхронным переключателем между выходом и входом силового усилителя формируют глубокую селективную обратную связь для подавления квадратурной составляющей.

Предлагаемая система отличается от известных тем, что в ней на выходе предварительного усилителя установлен синхронный RC-фильтр, выход которого соединен с корректирующим фильтром, а обмотки возбуждения измерительного элемента подключены к источнику питания через фазосдвигающую цепь.

Это позволяет осуществить подавление квадратурной составляющей при сохранении качества системы.

Не чертеже схематически показана предлагаемая следящая система.

Система состоит из измерительного элемента 1, предварительного усилителя 2, усилителя 3 мощности, асинхронного двухфазного двигателя 4 переменного тока, корректирующего фильтра 5 и источника 6 питания. К элементам подавителя квадратурного напряжения относятся фазосдвигающая цепь 7 и фильтр 8 с синхронным переключателем. В качестве фазосдвигающей цепи 7 могут быть использованы RC-цепочки с трансформатором или без него, а RC-фильтр может быть собран на одном или двух синхронных переключателях.

Из теории RC-фильтра известно, что при условии, когда контакты синхронного переключателя последовательно замыкаются ровно на полупериоды несущей частоты, а обмотка возбуждения синхронного переключателя питается напряжением U_пит=Usinω_нt, где ω_н - несущая частота, U - амплитуда напряжения несущей частоты, получаются следующие результаты. Если на вход фильтра поступает напряжение U_вх(t),

r₀, C₁ - параметры,

RC - фильтр,

a (t) - огибающая прямой (полезной), a

b (t) - огибающая квадратурной составляющей, и входное сопротивление фильтра достаточно велико, то первая гармоника выходного напряжения RC-фильтра, на которую реагирует двигатель, определяется

т.е. RC-фильтр полностью подавляет составляющую

b(t)cos(ω_нt+θ_макс).

В системе сигнал рассогласования U_вх(t) получается вида (1) путем сдвига фазосдвигающей цепи 7 напряжения источника 6 питания U_пит=Usinω_нt, U=const на фазовый угол θ_макс.

Коэффициент K, определяемый формулой (4), имеет при заданных r₀ и C₁ (т.е. при определенном параметре q₁) максимальное значение при θ=θ_макс. Обеспечивая фазовый угол сдвига цепи 7, равный θ_макс, тем самым обеспечивают максимальное значение выходного напряжения RC-фильтра от входной полезной составляющей. Настраивая цепь 7 на фазовый сдвиг θ_макс, одновременно обеспечивают и полное подавление квадратурной составляющей.

RC-фильтр с синхронным переключателем для сгибающей входного сигнала является апериодическим звеном с эквивалентной постоянной времени Т_э=2r₀С₁. Если r₀→O, то постоянная времени Т_э→O. При r₀=O, как это видно из формул (2) и (4), θ_макс=-90°, q₁= и K=K_макс=1.

Таким образом, при малых сопротивлениях r₀ устройство подавления квадратуры в системе переменного тока практически не вносит ни запаздывания, ни затухания полезного сигнала.

Следящая система переменного тока, содержащая предварительный усилитель, корректирующий фильтр, измерительный элемент, источник питания и фазосдвигающую цепь, отличающаяся тем, что, с целью подавления квадратурной составляющей при сохранении качества системы, в ней на выходе предварительного усилителя установлен синхронный RC-фильтр, выход которого соединен с корректирующим фильтром, а обмотки возбуждения измерительного элемента подключены к источнику питания через фазосдвигающую цепь.