ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ Советский патент 1970 года по МПК G05B11/06 G08C19/48 

Настоящее изобретение относится к устройствам автоматики и вычислительной техники и мелеет быть применено в фазовых следящих системах и преобразователях с формулой преобразования: «угловое (линейное) положение (перемещение) - фаза - код.

Известны фазовращатели на основе многофазных датчиков угловых (линейных) перемещений с использованием многофазного напряжения, подклЕОчаемого к многофазной обмотке возбуждення датчика. Выходной сигнал снимается с одной выходной обмотки и переключается к нагрузке.

Главный недостаток такого фазовращателя состоит в том, что для иолучения высокой точности фазовращателя звезда векторов многофазного напряжения должна быть симметричной с высокой степенью точности.

Известны фазовращатели с применением однофазного питания обмотки возбуждения датчика и использованием для получения эффекта вращения фазы специальных мостиковых схем на RC-иеиочках, вход которых нодключен к выходной двухфазной обмотке датчика, а выход - к нагрузке. Недостатком такого типа фазовращателя является необхо.1имость для получения высокой точности преобразования высокой точности настройки фазосдвигающих RC-цепочек и, как следствие этого, - нестабильность характеристик фазовращателя от изменения темнературы, частоты питания и др.

Общим недостатком обоих известных типов фазовращателей является необходимость высокой точности в симметрии многофазных обмоток датчика.

Предлагаемый фазовращатель отличается тем, что в нем дополнительно установлен фазовращающий контур на КС-цепочках, подключенных параллельно фазам двухфазной выходной обмотки датчика, причем нагрузка подключена к средним точкам RC-цепочек.

Такое построение фазовращателя обесиечивает высокую точность иреобразования ири

относительно невысокой точности симметрии векторов питающего напряжения многофазного фазовращателя и относительно невысокой точности настройки фазосдвигающих ценей.

Кроме того, точность преобразования остается достаточно высокой, например, при обрыве всех фаз возбуждения, кроме одной. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого фазовращателя; на фиг. 2-иринципиальная схема датчика и фазосдвигающего контура; на фнг. 3 - векторная диаграмма фазовращателя. обмотку возбуждения и двухфазную выходную обмотку. Пространственный сдвнг между фазами выходной обмотки составляет 90 эл. град. Выходная двухфазная обмотка подключена 5 к мостнковому фазосдвигающему контуру 2 на RC-цепочках. Фазосдвнгающнй контур должен быть ностроен таким образом, чтобы обеспечить нреобразование двух поступающих на него напряжений t/, и U в напряжение Ю вида: JU + (зо-« , где k - произвольное число; ij) - пронзвольныИ угол.15 Ипыми словами, он должен преобразовывать, например, систему из двух напряжений постоянной и равной временной фазы, амплитуды которых изменяются пропорционально синусу и косинусу, например, некоторого угла, 20 в напряжение постоянной амплитуды, временная фаза которого изменяется пропорционально изменению этого угла. К выходу, фазосдвигающего контура 2 подключена нагрузка 3. В том случае, если выходное сопротивление фаз датчика 1 велико {например, для емкостного датчика), фазовращатель может включать в себя усилители мощности 4а и 46. Номиналы RI, Rz, Ci и €2 фазосдвигающего 30 контура (фиг. 2) выбираются так, чтобы сумма фазовых сдвигов, обеспечиваемых цепочками RiCi и R2Cz, была бы равна 90°, а коэффициенты передачи по модулю цепочек равны между собой. Предлагаемый фазовращатель работает следующим образом. К обмоткам возбуждения Wi, Wz и подключается (в данном случае) трехфазное напряжение возбуждения. Предположим, что звезда векторов этого на- 40 пpялieния несимметрична и поле в зазоре ийдукциониого датчика эллиптическое. Эллинтическое поле, как известно, .может быть разложено на два круговых, вращающихся в разные стороны. Пусть основное, прямовращаю- 45 щееся поле вращается по часовой стрелке, а обратновращающееся, создающее погрещность, - против часовой стрелки. Оба поля -прямо- и обратновращающееся - индуктируют в выходных обмотках э.д.с. Пусть .Einp - э.д.с., индуктируемая в обмотке / прямовращающимся полем, а io6p - э.д.с., индуктируемая в этой же обмотке обратновращающимся нолем. Взаимное распо- 55 ложение векторов .Ёщр и юбр (угол Y) в общем случае произвольно и зависит от характера искажения звезды векторов напряжения возбуждения и иоложения обмотки / по отношению к обмоткам Wi, W и Ws. Век-60 торы ,пр и обр изображены на векторной , -о f. п диаграмме фиг. 3. В обмотке индук27937125 35 50 ного ноля). Прн этом, поскольку пространственный угол между обмотками / и // составляет 90°, а ноля вращаются в разные , то ianp отстает от inp на 90°, а isoep опережает юбр на 90°. Напряжение f/54, являющееся выходом фазосдвигающего контура, складывается из напряжений f/51 и /14- Каждое из этих нанряжепии, в свою очередь, складывается из напряжений , и . Л4пр и f/i4o6p- составляющих от прямо- и обратновращающегося нолей. Пусть RC-ценочки построены, например, так, что обеспечивают фазовые сдвигн 45°, тогда t/i4np ,и опережают соответственно Д-щр и io6p на 45°, а напряжения f/fsinp и /бюбр отстают от э.д.с. и Ьзюбр -Ezo6f на 45°. в результате оказывается, что i4np и U совпадают по фазе, а f/i4o6p и - в противофазе. Следовательно, напряжение /54 состоит только из компонентов от прямовращающегося поля и не содержит компонент от обратновращающегося поля. Значит, влияние обратновращающегося поля автоматически полностью устраняется. На практике в данной схеме за счет неточности фазовых сдвигов и неравенства по модулю коэффициентов передачи цепочек iCi и полной компенсации составляющих от обратновращающегося поля не произойдет,, но оставшаяся часть вносит погрешность лишь 2-го порядка малости. При обрыве, например, одной фазы возбуждения изменится относительное содержание составляющей обратной последовательности, но поскольку она не проходит на выход фазовращателя, теоретически линейность не ухудшится. Практически же нроизойдет некоторое ухудшение линейности за счет неточностей в настройке фазосдвигающего контура, При обрыве всех фаз возбуждения, кроме одной, фазовращатель превращается в уже известный вариант с однофазной запиткой и двухфазным выходом, и его линейность будет полиостью определяться точностью настройки мостикового фазосдвигающего контура. Предмет изобретения Фазовращатель, содержащий многофазный датчик, многофазная обмотка возбуждения которого подключеиа к источнику неременного напряжения, и нагрузку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы устройства, в нем дополнительно установлен фазовращающий контур на RC-цепочках, подключенных параллельно двухфазной выходной обмотки датчип-фазнош бход

2-(разный быход

. f