Следящая система Советский патент 1974 года по МПК G05B11/12 

I

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в. устройствах автоматики и вы«шслительной техники.

Известна следящая сютема, содержащая приемдшк, вход которого связан с выходом датчика, а выход через предварительный усилитель подключен к двухтактному усили телю мощности, первый согласующий трансформатор, вторичная обмотка которого подсоединена к обмотке управления двигатеЛя переменного тока, два размыкающих кояцевых вьпо 1ючателя, сопряженных с кулачком, который через редуктор связан с валом двигателя, второй. согласующий трансформатора, вторичная обмагка которого подключена к обмотке возбуждения двигателя, трансформатор питания с первичной обмоткой, подсоединенной к клеммам сетйпё ременного тока и двумя вторичными обмоткакш, два диода.

В известной следящей системе переменного тока для обеспечения ограничения уг ла поворота исполнительной оси необходимо

иметь преобразовательные каскады (фазовый .детектор, модулятор).

Каскады устанавливаются в тракте усилителя напряжения и сигнал с выхода последней ключевой ячейки (модулятора) подается на вход усилителя мощности.

В связи с тем, что модулятор имеет определенный нулевой сигнал, а усилитель

мощности - достаточный коэффициент усиления, на обмотке исполнительного двигателя при разомкнутом ограничительном контакте остается напряжение, равное произведению нулевого сш -нала модулятора на коэффициент усиления усилителя мощности. Это приводит к самоходу двигателя, что иногда заставляет дублировать электрическое ограничение механическими упорами, а также к излищнему нагреву двигателя. Однако в ряде практических случаев, в следящих систе«мах переменного тока, с ограниченным угг, лом повсфота исполнительной осй в тракте усиления сигнала не используются преобразовательные ключевые ячейки и, кроме то,го, недопустимо остаточное напряжение на

обмотке исполнительного двигателя после размыкания ч;оответствую1цего контакта.

Цель изобретения создание системы, ограничение угла испсинительной оси которой достигается без вспопьзовалция дополнительных преобразовательных каскадов и И1меющей минимальное остаточное напряжение на обмотке двигателя при раз мыкании ограничительных контактов, что повышает надежность схемы я ее к. п. д.

В предлагаемой системе начало первой и конец второй вторичных обмоток трансформатора питания через выпрямительные диоды подключены соответственно к началу первой и концу второй первичных обмоток второго согласующего трансформатора, а конец первой и начало второй вторичных обмоток традсформара питания - к эмиттерам транзисторов усилителя мощности и одному из концевых выключателей конец | первой и начало второй первичных обмоток первого согласующего трансформатора подсоединены соответственно к концу первой и началу второй первичных обмоток второг согласующего трансформатора и другому концевому выключателю, при этом начало первой и конец второй первичных обмоток первого согласующего трансформатора связан с коллекторами транзисторов усилителя мощности.

На чертеже приведена блок-схема еледящей системы.

Система содержит датчик 1, приемник 2 предварителыш1й усилитель 3, усилитель мощности 4, выходные транзисторы 5 и 6 усилителя мощности, первый согласующий трансформатор 7, двигатель переменного тока 8, второй согласую1Щ1й трансформатор 9, редуктор 10, кулачок 11, концевые выключатели 12 и 13, выходной вал 14, трансформатор питания 15, диоды 16 и 17, входной вил 18.

При Повороте выходного вала 14 в пределах разрешенных углов контакты 12, 13 замкнуты и усилитель мощности работает как обыкновенный усилитель с выходом на две обмотки (возбуждения и управления) двигателя 8.

Пусть при повороте входного вала 18 ло часовой стрелке на первичной обмотке трансформатора 4 имеется переменное напряжение, совпадающее по фазе с напряжением пита1шя, которое обеспечивает вращение выходного вала 14 также по часовое стрелке и при ее повороте на предельный утол контакт концевого выключателя 12 размыкается. Допустим, что в первый полупериод питающего напряжения верхний вывод нижней вторичной обмотки трансформатора питания 15 имеет положительный

jxoTeiawa/i и вхрдш 1м сигналом открыт ,, транзистор 6, а транзистор 5 закрыт. В этом случае положительный потенциал нижней вторичной обмотки трансформатора питания 15 приложен к эмиттеру закрытого транзистора 5, а на эмиттере отврытскго входным сигналом транзистора 6 нет пиуа- I ющего напряжения. Ток в обмотках транс- форматоров 7 и 9 не протекает. В последующий полупериод питающего .-напряжения открыт транзистор 5, а транзистор 6 закрыт и нижний вывод верхней вторичной о&мотки трансформатора питания 15 имеет положительный потенциал, который приложен к эмиттеру закрытого транзистора 6, а на эмиттере открытого транзистора 5 нет питающего напряжения. Таким образом, в оба ; лолупериода ток в обмотках двигателя не протекает и ось двигателя после размыка -ния контакта концевого выключателя 12 не вращается.

- При повороте входного вала 18 против ,часовой стрелки на входе; усилителя мощности 4 появится переменное напряжение, которое будет сдвинуто по .фазе относительно питающего на 18О°. В этом случае в первый полупериод питающего напряжения верзоний вывод нижней вторичной обмотки трансформатора питания 15 имеет положительный : потенциал и входным сигналом открыт транзистор 5, а транзистор 6 закрыт. Ток от верхнего вывода нижней вторичной обмотки трансформатора питания 15 пойдет по цепи; эмиттер-коллектор транзистора 5, верхняя первичная обмотка трансформатора 7, контакт концевого выключателя 13, правая j первичная обмотка трансформатора 9, диод j 17, нижний вывод нижней вторичной обмот-i ки трансформатора питания 15. На эмиттере закрытого транзистора 6 питающее на. пряжение отсутствует.

В следующий полупериод питающего напряжения нижний вывод верхней вторичной обмотки имеет положительный потенциал, транзистор 6 открыт, а транзистор 5 закрыт. Ток из низ{шего вывода верхней вторичной обмотки трансформатора питания 15 пойдет по цепи: эмиттер-коллектор транзистора 6, нижняя первичная обмотка трансформатора 7, контакт концевого выключателя 13, левая первичная обмотка трансформатора 9, диод 16, верхний вывод верхней вторичной обмотки трансформатора питания 15. Обмотки двигателя оказываются под напряжением, двигатель приходит во вращение против часовой стрелки и отводит выходной вал 14 от предельного положения. Контакт 12 концевого выключателя замыкается и следящая система входит в рабочую зону. При псшсфоге входного вала 18 щютяв чвсовоЗ стрелки на первичной обмотке усилителя мощности 4 имеется управпувотее напряжение, сдвинутое по фазе относительно напряжения питания на 18О, которое обеспечивает вращение выходн хго вала 14 также igxyra часовой стрелки и при ее повороте на предельный угол контакт, люнцевого выключателя 13 размыка ется. Дсшустим, что в первый лолупернод тающего напряжения верхние выводы вторичных обмоток трансформатсфа питания 15 имеют попожитешьный потенциал и вход ным сигналом открыт транзистор 5, а транзистор 6 закрыт. В этом случае ток в цепи эмиттер-коллектор транзистсфа 5, верхняя первична обмотка трансформ тора 7, левая первичная обмотка трансформатора 9, диод 16, верхняя вторичная об; мотка трансформатора питания 15, контак концевого выключателя 12, верхний вывод нижней вторичной обмотки трансформатора питания 15 отсутствует, так как диод 16 , в этот полуперирд не проводит. Нижняя первичная обмотка трансформатора 7 и правая первичная обмотка трансформатора 9 обесточены, так как закрыт транзистор В следуюишй попупериод открытый транзистор 6 подключит нижнюю первичную обмотку трансформатора 7 и правуй первичную обмотку трансформатора 9; к диоду 17, который в этот полулериод не про . водит, следовательно тока в этих обмот ках не будет. Верхняя первичная обмотка трансформатора 7 и левая первичная обмо ка трансформатора 9 также обесточены, так как закрыт транзистор 5. Таким образом, в оба полупериода питающего напряжения обмотки двигателя 8 переменного тока оказываются обестонен- ными и ось двигателя после размыкания контакта концевого выключателя 13 перестает вращаться против часовой стрелк. При повороте входного вала 18 по часовой стрелке на Бы:ходе трансформатора 5 появится напряжение, совпадающее по фазе с напряжением питания первый полупериод на верхних выводах вторичных обмоток трансформатора питания 15 будет положительный потенциал, транзистор 6 убудет открыт, а транзистор 5 закрыт. Ток от верхнего вывода нижней вторич ной обмотки трансформатора питания 15 пойдет через контакт концевого выключателя 12, экшттер-коллектор транзистора 6 нижнюю первичную обмотку трансформатор 7 правую первичную обмотку трансформ, тора 9, диод 17 - к нижнему выводу ншк --.-.--. .. . ., ... вей втсфичнсЛ обмотки трансформатс а тания 15. В следующий полупериод отврыт транзистсдр 5, а 1ранзистсф 6 , ток от нижнего вывода верхней вторичной обмотки трансформатора питания 15 пойдет через контакт концевого выкшочателя 12, транзистор 5, верхнюю п вичную обмотку трансформатора 7, левую первичную обмотку трансформатора 9, диод 16 - к верхнему выводу верхней вторичн ж обмотки трансформатора литания 15. Обмотки двигателя оказываютСя под напряжеш1ем, выходной вал 14 приходит во вращение по часовой стрелке, контакт концевого выключателя 13 замыкается, а следящая система входит в рабочую зону. Таким образом, предлагаемая следящая , системб автоматически останавливается на границе рабочей зоны как при вращении выходного вала по часовой стрелке, так и при вращении против часовой стрелки и а&томатически входит в рабочую зону, когда входит в рабочий диапазон угла командная ось. Предлагаемая следящая система переменного тока с ограниченным углом поворота выходного вала имеет все достоинства известной следящей системы, но исключает необходимость наличия преобразованных каскадов, что упрощает конструкцию предлагаемого устройства, и имеет значительно меньшие остаточные напряжения на обмот ках двигателя при размыкании контактов, что повышает к. п. д. системы и надежность ее работы. Предмет изобретения Следящая система, содержащая приемник, вход которого связан с вкходом да-рчика, а выход через предварительный усилитель подключен к двухтактному усилителю мощности, первый согласующий трансформатор, вторичная обмотка которого подсоединена к обмотке управления двигателя переменного тока, два размыкающих концевых выключателя, сопряженных с кулачком, который через редуктор связан с валом двигателя, второй согласующий трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к обмотке возбуждения двигателя,трансформатор питания с первичной обмот кой, подсоединенной к клеммам сети переменного тока, и двумя вторичными обмотками, два диода, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и повыщения к. п. д схелл 1, начало первой Л второй вт.оричнь1х обмоток трансttf- f -.. .447679

7 -.

форматора штания, через вьшрямительные : диоды подключены соответственно к началу первой и концу втсрой первичных обмоток вторсяо согласующего трансформатора, а конец первой и начало STqpoft вторичных обмоток трансформатора питания к эмиттерам транзисторов усилителя мои ности и одному из концевых выключателей, конец первой и начало второй первичных

8

обмоток первого согласующего трансфор&а.тора подсоединешд соответственно к концу j первой и началу второй первичных обмоток второго согласующего трансформатора и другому концевому выключателю, при этом начало первой и конец второй первичных обмоток первого согласующего трансформатсфа связаны с коллекторами транзисторов усилителя мощности.