ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩЕЕСЯ НАПРЯЖЕНИЕ Советский патент 1974 года по МПК H02K47/00 

1

Изобретение относится к области автоматического уиравления и может быть исиользовано в аналоговых счетно-решающих приборах и устройствах.

Известны преобразователи угла поворота вала в линейно изменяющееся напряжение, содержащее линейный вращающийся трансформатор, вал которого кинематически связан с коммутатором.

Известное соединение обмоток линейно вращающегося трансформатора имеет тот недостаток, что его выходное напряжение изменяется линейно только при повороте ротора в пределах ±60°, что ограничивает масштаб выходного напряжения линейного вращающегося трансформатора, а следовательно, н точность преобразования.

Предложенное устройство отличается тем, что в него введены источники добавочных напряжений, соединенные через коммутатор с обмотками линейного вращающегося трансформатора.

На фиг. 1 изображена блок-схема нреобразователя угла поворота вала в линейно изменяющееся напряжение; на фиг. 2 схемы соединения (с помощью коммугатора) обмоток линейного вращающегося трансформатора и источников добавочных напряжений нри зиачениях угла от 315° до 45° (фиг. 2,а,б), от

45° до 135 (фиг. 2, в, г), т 135° до 225° (фиг. 2,д,е), от 225° до 315° (фиг. 2,ж,«).

Преобразователь содержит линейный вращающийся трансформатор 1, питаемый наиряжением переменного тока, источники 2 добавочных напряжений той частоты и коммутатор 3, который кинематически связан с валом линейного вращающегося трансформатора 1, а электрически - с его обмотками и источниками 2 добавочных напряжений.

Работа преобразователя заключается в следующем.

Один оборот ротора линейного вращающегося трансформатора 1 подразделяется на четыре четверти по ±45°.

В первой четверти (при повороте ротора от 315° до 45°) обмотки линейного вращающегося трансформатора 1 соединены коммутатором 3 общепринятым образом (см. фиг. 2, а), т. е. конец обмотки возбуждения - с началом косинусной обмотки, конец косинусной обмотки - с источником питания, синусная обмотка линейного вращаюн егося трансформатора 1. При таком соединении обмоток линейный вращающийся трансформатор восиро,г/ чsin а

ИЗВОДИТ функцию да), И выходное

1 + С COS а

напряжение вращающегося трансформатора 1 линейно от максимального значения в фазе

- . маис. ДО максимального значения в

ПрОТИВОфаЗе . мако.

Во второй четверти (от 45° до 135°) обмотки линейного вращающегося трансформатора 1 соединены коммутатором 3 (см. фиг. 2, в), т. е. конец обмотки возбуждения - с началом синусной обмотки, конец синусной обмотки - с источником питания, косинусная обмотка (в противофазе) - с выходом вращающегося трансформатора 1. При таком соединении обмоток воснроизводится зависимость

г / ,- cos а

Г, (а) г , которая нри значениях ее

l-bCSina

от 45° до 135° линейна. При этом выходное напряжение линейного вращающегося трансформатора 1 изменяется так же, как в первой четверти.

В третьей четверти (от 135° до 225°) обмотки линейного вращающегося трансформатора соединены коммутатором (см. фиг. 2, д), т. е. конец обмотки возбуждения - с концом косинусной обмотки, начало косинусной обмотки - с источником питания, синусная обмотка (в противофазе) - с выходом вращающегося трансформатора. При таком соединении

обмоток воспроизводится зависимость /2 (а)

, которая при значениях а от

1 - е cos а

135° до 225° линейиа. При этом выходное напряжение изменяется так же, как в первой четверти.

В четвертой четверти (от 225° до 315°) обмотки соединены коммутатором (см. фиг. 2, ж), т. е. конец обмотки возбуждения - с концом синусной обмотки, начало синусной обмотки - с источником питания, косинусная обмотка - с выходом вращающегося трансформатора. При таком соединении обмоток воспроизводится зависимость

cos а

f,W1 - CSlna

которая при значениях а от 225° до 315° линейна. При этом выходное нанряжение изменяется так же, как в первой четверти.

Таким образом, в результате выщеуказанных соединений обмоток линейного вращающегося трансформатора, при повороте ротора в пределах полного оборота на его выходе образуется пилообразное напряжение переменного тока, амплитудное значение которого изменяется линейно в пределах каждой четверти оборота ротора.

Для преобразования пилообразного напряжения линейного вращающегося трансформатора 1 в напряжение, изхменяющееся по линейному закону непрерывно, его выходные обмотки соединяются коммутатором 3 последовательно с источниками 2 добавочных напряжений.

В начале первой четверти, т. е. при а 315°, выходная обмотка линейного вращающегося трансформатора 1 соединена последовательно

с источником добавочного напряжения доб.1 вых. макс., В результате чего выходное напряжение преобразователя t/i 0 (см. фиг. 2, б). При повороте ротора от 315° до 45° напряжение /7i изменяется от О до

. макс.

В начале второй четверти, т. е. при , коммутатор 3 (одновременно с вышеуказанным соединением обмоток) соединяет последовательно с выходной обмоткой линейного вращающегося трансформатора источник добавочного напряжения доС.. макс., и поэтому выходное напряжение Ui остается равным +26вых.макс. (см. фиг. 2, г). При повороте ротора от 45° до 135° напряжение t/i

изменяется от -f 2(Увых. макс, до +4t/Bbix. макс.

в начале третьей четверти, т. е. при , коммутатор 3 соединяет последовательно с выходной обмоткой источник добавочного напряжения Сдоб.з 5Свых. макс., и поэтому выходное напряжение Ui остается равным . макс., (см. фиг. 2, е). При повороте ротора от 135° до 225° нанряжение t/i изменяется от . макс, до Ч-бЬвых. макс.

в начале четвертой четверти, т. е. при , коммутатор 3 соединяет последовательно с выходной обмоткой линейного вращающегося трансформатора источник добавочного напряжения /Удоб-4 + Ьвых.макс., и ПОэтому выходное напряжение L/i остается равным Н-6(Увых.макс. (см. фиг. 2, а). При повороте ротора от 225° до 315° напряжение Ui

изменяется от .макс. ДО -f 8(7вых. макс.

Таким образом, в результате выщеуказанных соединений обмоток линейного вращающегося трансформатора 1 и источников 2 добавочных напряжений при одном полном обороте ротора выходное напряжение преобразователя изменяется по линейному закону непрерывно от нуля до максимального значения, равного +8f/Bbix. макс. При этом линейность выходного напряжения не зависит от точности значения угла, при котором производится коммутация.

Если в начале каждой из четвертей подключать добавочные напряжения, равные

соответственно: -3f/Bbix. макс., . макс.,

+ вых. макс, и +3t/Bbix. макс., ТО выходное нацряжение преобразователя будет изменяться

по линейному закону непрерывно от

4ивых. макс. ДО Т4свых. макс.

Для преобразования угла поворота вала в напряжение, линейно изменяющееся при п

оборотах ротора, напряжение (/j (полученное, как указано выще, при одном обороте) суммируется после каждого оборота с добавочным напря кением, равным Ui, умноженным на число оборотов, сделанных до подключения этого добавочного напряжения. Добавочное напряжение после первого оборота ротора составляет Ui, а после (п-1)-го оборота составляет (п-l)t/i. В результате п оборотов ротора выходпое напряжение преобразователя линейно изменяется от О до nUi.