Управляемый инфранизкочастотный фазовращатель Советский патент 1982 года по МПК H03H7/18 

(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ИНФРЛНИЗКОЧАСТОТНЫП ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ

. Изобретение относится к вычислительной технике, специализированной 1Р1Я испытаний и контроля систем автоматического управления (САУ) и, в частности, предназначено для использования в устройствах идентификации частотных характеристик САУ.

Известен дискретный фазовращатель для генератора инфранизких частот, использующий типовый набор элементов дискретной вычислительной техники С1.

Недостатками данного фазовращателя свойственными всем фазовращателям этого типа, являются, во-первых, относительная сложность технической реализации, во-вторых, принципиально дискретный характер изменения фазы и, следовательно, заведомо конечная разрешающая способность вычислителя частотных характеристик.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фазовращатель с двумя выходами, сигналы на которых отличаются по фазе на угол 1/2, включающий генератор опорного напряжения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) с двумя статорными и двумя роторными обмотками с взаимно перпендикулярными магнитными осями, один из двух

концов каждой из которых соединен с шиной нулевого потенциала, и два демодулятора, сигнальные входы которых

5 соединены по отдельности со свободными концами роторных обмоток трансформатора, коммутирующие входы связаны с выходом генератора опорного напряжения, а выходы подключены к вы-|0 ходным клеммам фазовращателя. Кроме того, фазовращатель содержит второй СКВТ с одной статорной обмоткой,подключенной к генератору опорного напряжения, и двумя роторными обмотками, один из двух концов каждой из ко15торых соединен с шиной нулевого потенциала, а вторые концы которых по отдельности со свободными концами статорных обмоток первого СКВТ. При зтом ротор второго СКВТ непрерывно

20 вращается с частотой 5 , равной частоте получаемого в дальнейшем синусоидального сигнала, фаза которого регулируется углом поворота ротора первого СКВТ 2.

25

Недостатком известного фазовращателя является то, что он представляет собой неразрывное единое целое с генератором инфранизких частот и принципиально не может работать ав30тономно от него. Это снижает его функциональные возможности, так как в практике измерения частотных харак теристик САУ часто возникает потребность .именно раздельного применения генератора и фазовращателя, например при необходимости использования .электронного генератора с более высоким классом точности, чем у элект ромеханического генератора (как в про тотипе) . В этом случае описанный фазовращатель оказывается неработоспособным, 1 так как принципиально не позволяет изменять фазу синусоидальных колебаний электрической, а не механической природы. Кроме того,на личие непрерывно вращающихся механических частей в этом неразрывном комплексе генератор-фазовращатель снижает его надежность. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повыше ние надежности работы фазовращателя. Поставленная цель достигается тем что в управляемый инфранизкочастотный фазовращатель с двумя, выходами, сигналы на которых отличаются по фазе н угол J/2, включающий генератор опорного напряжения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор с двумя статорными обмотками и двумя роторны ми обмотками с взаимно перпендикуляр ными магнитными осями, один из двух концов каждой из которых соединен с общей шиной, и два демодулятора, сиг нальные входы которых соединены по отдельности со свободными концами роторных обмоток трансформатора, ком мутирующие входы соединены с-выходом генератора опорного напряжения, а выходы подключены к выходным клеммам фазовращателя, введены два блока перемножения, выход каждого из которых соединен с одним из свободных концов статорных обмоток трансформатора первые входы блоков перемножения соединены с выходом генератора опорного напряжения, второй вход одного из блоков перемножения соединен с входной клеммой фазовращателя, соединенной с источником синусоидального сигнала, фаза которого подлежит изменению, а второй вход другого блока перемножения соединен с второй входной клеммой фазовращателя, соедийенной с источником косинусоидального сигнала. I Кроме того, управляемый фазовращатель дополнительно содержит блок формирования косинусоидального сигнз ла, соединенный с входными клеммами фазовращателя. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого инфранизкочастотного фазойращателя; на фиг. 2 - распределение магнитных потоков в СКВТ, возникающее при повороте его ротора на пр из.вольный угол в . Фазовращатель состоит из генератора 1 опорного напряжения, СКВТ 2, демодулятор 3 и 4, двух клемм 5 и 6 выходных сигналов фазовращателя,блокой 7 и 8 перемножения, двух входных клемм 9 и 10 для синусоидального и косинусоидальвого напряжений соответственно, блок 11 формирования косинусоидального сигнала. При Подаче на клеммы 9 и 10 синусоидального А SI п SE t и косинусоидального А cosffZt напряжений на выходе блоков перемножения 7 и 8 соответственно возникают сигналы U sAasinwisinQts Sinuuisln t, (ч) U2 ЛolsinU)iCOSЯt U), (г) где а, UJ - амплитуда и частота ного синусоидального напряжения, которая постоянна и должна по крайне мере на порядок быть боль ше максимальной рабочей частоты Si амплитуда сигналов на выходах блоков перемножения. Под действием напряжений U-, и Uj в статорных обмотках СКВТ 2 возникают токи Г и l-if которые посредством создаваемых имк магнитных потоков наводят в роторных обмотках СКВТ 2 ЭДС l(t) и 12(t), аналитически вы-, ражаемые в виде (. e,(t,M,,-g±.M,,.(4) где М,-: - коэффициент взаимной индукции между i-ой статорной и j-ой роторной обмотками. Знак и величина коэффициентов М,.определяются углом в поворота ротора СКВТ (фиг. 2): М COS е ; М21 М sin0 М sine-; созв. где М - максимальная взаимная индукция двух катушек, имеющая место при совпадении по направлению их магнитных осей. Решая уравнения (3) и (4), получаем для наводимых ЭДС следующее выражение: . e(t)(at+e)sinwt (ь) e2U l -E co5№t e)sinujtj(7) г,еЕ„--р. Как, ВИДНО, сигналы Ц tt) и I(t) представляют собой синусоидальные

напряжения с высокой опорной частотой UJ , моделированные по амплитуде по синусоидальным и косинусоидальным законам с низкой частотой Я и фазой е, равной углу .поворота ротора СКВТ 2, После выделения из сигналов l(t) и . низкочастотной огибающей, производимой на демодуляторах 3 и 4, на выходные клем1 ы 5 и б фазовращателя поступают гармонические сигналы, сдвинутые по фазе на угол в по отношению к исходному синусоидальному сигналу электронного генератора

Bbix/ mSinC t-e) Св)

J6b(X2 m slsг -в) О)

Таким-образом, замена электромеха нического СКВТ электронными блоками перемножения позволяет предлагаемому фазовращателю работать с любым промышленно выпускаемым генератором электрических синусоидальных колебаний и тем самым расширить его функциональные возможности. Поскольку в предлагаемом фазовращателе устранен узел с непрерывно вращающимися частями, у него, по сравнению с известным повышается также и надежность в работе.

Формула изобретения

1магнитнь1ми осями, один из двух каждой из которых соединен с об«щейшиной, и два демодулятора, сигнальные входы которых соединены по отдельности со свободными концами 5 роторных оОмоток трансформатора,коммутирующие входы - с выходом генератора опорного напряжения, а выходы с выходными клеммами фазовращателя, отличающийся тем, что.

10

с целью,расширения функциональных

возможностей и повышения надежности в работе, в него-введены два блока перемножения, выход каждого из которых соединен с одним из свободных

15 концов статорных обмоток трйнсформа|тора, первые входы блоков перемножения соединены с выходом генератора опорного напряжения, второй вход одного из блоков перемножения соединен с входной клеммой фазовращателя,

соединенной с источником синусо. идального сигнала, фаза которого подлежит изменению, а второй вход другого блока перемножения соединен с второй входной клеммой фазовращателя, соединенной с источником косинусоидального сигнала.

Источники информации,

35 принятые во внимание при экспертизе

//

0- Ю

л.

в