Электромеханический привод с ограниченным перемещением Советский патент 1982 года по МПК G05B11/14 

(S) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД С ОГРАНИЧЕННЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ

1

Изобретение относится к автоматическому регулированию и управлению и может быть использовано в автоматике., вычислительной технике, в системах дистанционного управления и навигационных приборах.

Известны электромеханические приводы (следящие системы, интеграторы) с ограниченным углом поворота исполнительной оси, содержащие источник входного сигнала, двухтактный предварительный усилитель, двухтактный выходной усилитель, двигатель, кулачковый механизм и ограничительные контакты, два транзисторных ключа, включенные параллельно обоим входам двухтактного выходного усилителя l.

Недостатками данной следящей системы являются .наличие на входе усилителя остаточного напряжения (часть опорного напряжения через переход база - коллектор транзисторов проникает на вход усилителя) при срабатывании схемы отключения двигатеЛи и невозможность использования данной схемы в электромеханических приводах (следящих систем) постоянного тока с коллекторными двигателями и линейными усилителями постоянного тока.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электромеханический интегратор, содержащий источник входного сигнала,

10 подключенный к усилителю интегрирующего привода, двигатель, тахогенератор, линейный вращакицийся трансформатор, кулачок, с которым связаны концевые выключатели, два опорных

15 трансформатора, подключенных один к выходу второго усилителя, второй к двум полуобмоткам сетевого трансформатора, две пары транзистЪрных ключей, подключенных к обмотке се- .

20 тевого трансформатора и к управляю щему входу переключателя C2j.

Известные электромеханические приводы работают на переменном токе, a при работе на постоянном токе сня тие объекта регулирования с упора происходит рывком, при подаче на вход сигнала большого уровня, что приводит к ненадежной их работе. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и упрощение привода. Поставленная цель достигается тем, что в электромеханический привод с ограниченным перемещением, содержащий последовательно соединен ные источник входного сигнала, первый ключ, усилитель, двигатель, механически связанный с объектом регу лиррвания, кулачковым механизмом с двумя контактами и датчиком скорост выход которогосоединен с вторым входом усилителя, введены компаратор, второй ключ, два инвертора и элемент 2И-2И-2ИЛИ-НЕ, два входа ко торого соединены с соответствующими контактами кулачкового механизма, третий вход через первый инвертор, четвертый вход непосредственно соединены с выходом компаратора, вход которого подключен к источнику вход ного сигнала, выход элемента 2И-2И-2ИЛИ-НЕ подключен к управляющему входу первого ключа и через второй инвертор к управляюще / вход второго ключа, информационный вход которого подключен к первому входу усилителя, а выход - к общей шине. На чертеже изображена схема электромеханического привода с ограниченным перемещением. Привод содержит источник 1 входного сигнала, усилитель 2, двигатель 3, объект k регулирован1ия, дат чик 5 скорости, кулачковый механизм 6 с контактами 7 и 8 и компаратор 9 элемент 2И-2И-2ИЛИ-НЕ 10, инверторы 11 и 12, ключи 13 и 14, синхронный детектор 15, переключатель 16, источник 17 питания. Электромеханический привод с ограниченным движением на постоянном токе работает следующим образом. Переключатель 16 устанавливается в положение, когда напряжение с выхода источника 17 питания поступает на вход компаратора 9, минуя синхро ный детектор 15. Напряжение с выхода источника 1 входного сигнала определенного знака, например +, поступает через открытый электронный ключ 13, усили тель 2 на двигатель 3. Последний начинает вращаться, приводя в движение объект k регулирования и кулачковый механизм 6. Ключ 1 закрыт и на работу электромеханического интегратора влияния не оказывает. Одновременно с выхода источника 1 входного сигнала напряжение поступает на вход компаратора 9. Компаратор представляет операционный усилитель с положительной обратной связью. Положительная обратная связь придает компаратору гистерезисные свойства, что позволяет устранить ложные срабатывания его при малых условиях сигнала, близких по величине к уровню шумов. При появлении на входе компаратора 9 сигнала определенного знака, например +, на его выходе устанавливается напряжение логического нуля, которое поступает на вход элемента 2И-2И-2ИЛИ-НЕ 10, а через инвертор 11 проходит напряжение логической единицы. При этом же знаке входного сигнала двигатель 3 враща|ется, например, против часовой стрелки, и кулачок кулачкового механизма 6 замыкает контакт 8, расположенный на правом пределе зоны перемещения. В этот момент напряжение логической единицы поступает на второй вход элемента 2И-2И-2ИЛИ-НЕ .10 и на его выходе появляется напряжение логического нуля, которое закрывает электронный ключ 13 для прохождения сигнала и открывает электронный ключ И, шунтируя вход усилителя 2 на нулевую шину. Наличие жесткой отрицательной обратной связи по скорости способствует быстрому останову двигателя 3. При изменении знака на выходе источника 1 входного сигнала на противоположный, превышающий по величине напряжение гистерезиса компаратора, на выходе компаратора 9 появляется напряжение логической единицы, которое поступает на вход элемента 2И-2И-2ИЛИ-НЕ 10 и, пройдя через пер.вый инвертор 11, на вход элемента 2И-2И-2ИЛИ-НЕ 10 поступает логическим нулем. На выходе элемента 2И-2И-2ИЛИ-НЕ 10 появляется- напряжение логической единицы, которое открывает ключ 13 и закрывает, через второй инвертор 12, ключ И. Напряжение с источника входного сигнала проходит

через открытый ключ 13, усилитель2 на двигатель 3, и последний начинает вращаться в противоположную стЬрону. При этом объект k регулирования снимается с упора плавно, с малой скоростью, что обеспечивает его надежную работу.

Если при этом же знаке напряи/ения источника входного сигнала кулачковый механизм 6 замыкает контакт 7, расположенный на левом пределе зоны перемещения, напряжение логической единицы поступает на вход элемента 2И-2И-2ИЛИ-НЕ 10 и на его выходе будет напряжение логического нуля, что опять приводит к закрыванию ключа 13 и открыванию ключа 14, двигатель 3 останавливается.

Таким образом обеспечивается надежная работа электромеханического привода с ограниченным перемещением при незначительных габаритах дополнительной электронной аппаратуры.

Электромеханический привод электронной аппаратуры с ограниченным перемещением на переменном токе работает следующим образом.

Напряжение переманного тока с выхода источника 17 питания поступает на вход синхронного детектора 15. Переключатель 16 устанавливается в пложение, когда с выхода синхронного детектора 15 напряжение угла постоянного тока разной полярности, в зависимости от фазы входного напряжения, поступает на вход компаратора 9 С петлей гистерезиса. Далее работа электромеханического привода с ограниченным перемещением происходит аналогично работе электромеханического привода на постоянном токе.

На практике в электромеханиче- , ском приводе применяются двигатель ДИ-22Т с электромашинным усилителем ЭМУ-328 и-усилитель постоянного тока для управления злектромаШинным усилителем.

Петля гистерезиса компаратора выбирается jf 10 мВ.

Несмотря на принципиальное различие источников входного сигнала 1, усилителей 2, двигателей 3, тахогенераторов постоянного и переменного тока, введение синхронного детектора, переключателя, двух инверторов, компаратора, схемы 2И-2И-2ИЛИ-НЕ и двух электронных ключей в электромеханический привод позволяет обеспечить надежную работу такого привода в ограниченной зоне перемещения как на постоянном, так и на переменном при незначительных аппаратурных затратах как по габариту, так и по стоимости.

Формула изобретения

Электромеханический привод с ограниченным Перемещением, содержащий последовательно соелиненные источник входного сигнала, первый ключ, усилитель, двигатель., механически связанный с объектом регулирования, кулачковым механизмом с двум контактами и датчиком скорости, вых которого соединен с вторым входом усилителя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и упрощения привода, он содержит компаратор, второй ключ, два инвертора и элемен 2И-2И-2ИЯИ-НЕ, два входа которого соединены с соответствующими контактами кулачкового механизма, третий вход через первый инвертор, четвертый вход непосредственно соединены с выходом компаратора, вход которого

подключен к источнику входного СИ1-

нала, выход элемента 2И-2И-2ИЛИ-НЕ подключен к управляющему входу первого ключа и через второй инвертор к.управляющему входу второго ключа, информационный вход которого подключен к Первому входу усилителя, а выход - к общей шине.

Источники информации, принятые во внимание лриэкспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № , кл. G Об G 7/18, 1976 .(прототип).