Способ вторичного симметрированияСиНуСНО-КОСиНуСНОгО ВРАщАющЕгОСяТРАНСфОРМАТОРА Советский патент 1981 года по МПК H02K24/00 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для повьшения точности измерителей рассогласования следящих систем на основе синусно- косинусных вращающимися трансформаторов (сквт). Известен способ уменьше1тия погрешности СКВТ путем подбора соотношений между нагрузкой и выходным сопротивлением приемника 1 j. Недостатком этого способа являет ся уменьшение чувствительности следящей системы с СКВТ. Наиболее близким к предлагаемому является способ вторичного симметрир вания СКВТ, содержапшй операции измет нения положения ротора, регистраиди при этом сигнала, характеризующего степень невыполнения симметрирования и регулировку по критерию получения минимума этого сигнала .параметров эле ментов нагрузки синусной или косинусной обмотки. В этом способе о выполнении вторичного симметрирования (т.е. о достижении равенства пол1а х сопротивлений цепей его синусной и косинусной обмоток )судят по критерию получения минимального уровня угловой девиации амплитуды выходного сигнала квадратурной обмотки, регистрируемого вольтметром. Уровень угловой девиации амплитуды выходного Сигнала квадратурной обмотки является сигналом, характеризующим степень невыполнения вторичного симметрирования СКВТ С2. Недостатками известного способа вторичного симметрирования СКВТ является:1. Относительно большие затраты времени на операцию вторичного симмётрироваьшя (15 - 20 мин) из-за итеративности процесса симметрирования: поиск минимума угловой девиации амп литуды выходного сигнала квадратурной обмотки осуществляется методом последовательных приближений. 38 2. Относительно большая погрешност выполнения вторичного симметрирования из-за ошибок в определении максимальных значений напряжения на квадратурной обмотке и малой чувствительности критерия симметрирования. Это обусловлено как сложным характером зависи мости амплитуды выходного сигнала квадратурной обмотки от угла поворота ротора СКВТ, так и тем, что этот сигнал является суммой нескольких сигналов: сигналов, вызванных конструктивно-технологическими погрешностя ми СКВТ и сигнала, вызванного невыпол нением вторичного симметрирования. По отношению к последнему первые имеют характер помех. 3.Невозможность точного выполнени вторичного симметрирования для СКВТ, конструктивно выполняемых без квадратурной обмотки. 4.Косвенность критерия выполнения вторичного симметрирования: об уменьшении погрешности СКВТ при симметрировании судят не непосредственно по характеру искажения синусоидальной (косинусоидальной) зависимости амплитуды выходного сигнала синусной (косинусной) обмотки от угла поворота ротора, а по критерию получения минимального уровня угловой девиации амплитуды выходного сигнала квадратур ной обмотки. Цель изобретения - повышение точности вторичного, симметрирования СКВТ и сокращение времени по его проведению . Поставленная цель достигается тем что в известном способе вторичного симметрирования, включающем операции изменения положения ротора СКВТ, регистрацию при этом .сигнала, характеризующего степень неЕи)1Полнения симметрирования, и регулировку, по крк терию получения минимума этого сигна ла, параметров цепи нагрузки синусно или косинусной обмотки , ротор СКВТ вращают с постоянной частотой, а перед регулировкой параметров цепи нагрузк регулируют гармонику выходного напря жения синусной или косинусной обмото b частотой f +3F или f-3F, где f и F частоты напряжения питания СКВТ и вращения его ротора. По окончании этой регулировки дос тигается выравнивание полных сопротивлений цепей синусной и косинусной обмоток СКВТ, 7 Данный способ вторичного симметрирования является следствием спектрального представления процессов в СКВТ. Такая форма аналитического и физического представления процессов в СКВТ автоматически вытекает при рассмотрении СКВТ цепью с переменными параметрами. Если выполнять условие равенства полных сопротивлений синусной и косинусной обмоток, то их выходные сигналы с учетом нагрузок, содержат только гармоники напряжения U(0), U №) и и (©), и (-6) соответственно синусной и косинусной обмоток, т.е. выполнение вторичного симметрирования СКВТ обеспечивает подавление высших гармоник в его выходных сигналах. Невыполнение вторичного симметрирования приводит к появлению,в выходных сигналах СКВТ гармоник высшего порядка. Следовательно, их присутствие и их уровень может быть критерием, по которому можно судить о степени выполнения или невыполнения вторичного симметрирования СКВТ. При нарзппении условия вторичного симметрирования СКВТ наибольшую амплитуду .среди высших гармоник имеют гармоники; (3e)-A,(t(Ut + ) (Ъ6) S-in(,u)t -Ъ © «-М S ), в - угол поворота ротора СКВТ; tW - круговая частота напряжения питания; время; Л иУ амплитуды и фазы третьей гармонической составляющей выходного напряжения синусной и косинусной обмоток. Так как А то о степени выполнения вторичного симметрирования СКВТ можно судить по уровню амплитуды гармоники и(Ъ9) или u5,(-36). Если ротор СКВТ привести во вращение с постоянной частотой, то гармоники выходного напряжения приобретают частотную различимость: оо su (JO+dn-f-i a . дС.СК Si))-v(2r,+ )Sllt4(2H4l) .. (L j 2ми J гдеА п амплитуды и фазы гармоник; ft - угловая частота вра щения ротора СКВТ; Я 2П:Рчастота вращения ро тора; начальный угол вращения ротора СКВТ. Выходной сигнал синусной обмотки при скоростном режиме СКВТ имеет стру туру подобную (2 ). Возникновение при скоростном реясим работы СКВТ ча стотной различимости гармоник его выходных сигналов позволяет зарегистрировать, например, с помощью селективного вольтметра, гармонику Uuj + iii или ии;-г«.с частотами (ti- -3ft{f+3F) и (jU-5Q.(f-3 F) соответственно. Данные гармоники есть результа преобразования по частоте гармоник и(39), и,,(-39). Следовательно, применение скоростного режима работы СКВТ позволяет осуществить новый способ вторичного симметрирования. Рассмотрим пример реализации спосо ба вторичного симметрирования СКВТ. Данный способ вторичного симметрирования СКВТ можно осуществить с помощью установки, схема которой изобра жена на чертеже. Установка содержит синусно- косинус ный вращающийся трансформатор, синхро ный электродвигатель 2 для приведения во вращение ротора СКВТ с частотой регистрирующее устройство 3, например селективный вольтметр или анализатор спектра, источник 4 переменного тока частоты f для питания СКВТ, обмотку возбуждения 5 СКВТ, квадратурную обмотку 6 СКБТ (в предлагаемом способе вторичного симметрирования не исполь зуется), синусную обмотку 7 СКВТ, косинусную обмотку 8 СКВТ, нагрузку 9 синусной обмотки 7, регулируемую нагрузку 10 косинусной обмотки 8, регулируемые элементы 11 и 2 нагрузки flO (.обычно применяют регулируемую катушку индуктивности и резистор). Показанный на чертеже вариант схемы включения.нагрузок 9 и 10 не является обязательньм. Регулируемая, нагрузка 10 молсет быть включена в цепь Синусной обмотки 7. Регистрирующее устройство 3 может подключаться как к синусной обмотке, так и к косинусной обмотке. Вторичное симметрирование данных СКВТ осуществляется следующим образом. 8 7 6 . 1.С помощью синхронного электро- , двигателя 2 вращают ротор СКВТ . Частота вращения ротора СКВТ F 50 Гц. 2.Далее с помощью селективного вольтметра 3 регистрируют гармонику выходного сигнала синусной или косинусной обмотки СКВТ с частотой f+3F 100 Гц + 3 50Гц 1150 Гц, или с частотой Гц - 3 х-50 Гц 850 Гц, где f-частота питания СКВТ; F - частота вращения ротора СКВТ. Пои использовании анализатора спектра в качестве регистрирующего устройства .3 наблюдается визуально весь спектр . гармо шк выходного сигнала синусной или косинусной обмотки. В частности наблюдаются и гарморшки с частотами f+3F 1150 Гц и f-3F 850 Гц. 3. Зарегистрированную селективным вольтметром 3 гармонику с частотой f+3F 1150 Гц или f -3F 850 Гц , уменьшают по амплитуде до минимума путем регулировки элементов П и 12 нагрузки 10. По окончании этой регулировки заканчивают вторичное симметрирование СКВТ. Использова1ше предлагаемого способа вторичного симметрирования СКВТ обес печивает по сравнению с известным способом следующие преимущества: а)сокращение време ш,затрачиваемого на операцию вторичного .симметрирования, до 2-3 мин (вместо 15-20 мин . в известном способе вторичного симметрирования СКВТ) ; б)повышение точности вьтолнения вторичного симметрирования: использование данного способа позволяет в 1,3 - 1,5 раза уменьшить высших гармоник в выходных сигналах СКВТ по сравнению с известным способом. Кроме того, применение данного способа позволяет осуществить вторичное симметрирова ше СКВТ, конструктивно выполненных без квадратурной обмотки Формула изобретения Способ вторичного симметрирования инусно-косинусного вращающегося трансгорматора, заключающийся в изменении оложения ротора, измерении сигнала, арактеризующего степень невыполнения торичного симметрирования и регулирови параметров нагрузки обмотки синхроизации до сведения к минимуму измеряеого сигнала, отличающийся eMj что, с целью повьшения точности : имметрирования, ротор приводят во 784 вращение с постоянной частотой, а перед регулировкой параметров цепи нагрузки измеряют напряжение частотой f+3F или f-3F , где f - частота напряжения питания трансформатора, F - частота вращения ротора. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 7 1. Пулер Ю.М. Индукционные электромеханические элементы вычислительных и дистанционно следящих систем. М., Машиностроение, 1964, с. 90-92, 2. Кочубиевский И.Д. и др. Измерители рассогласования следящих систем. М.-Л., ГЭИ, 1963. с. 58.