Многофункциональный электромеханический преобразователь Советский патент 1982 года по МПК H03K3/00 

(5) МНОГООУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в автоматизированном электроприводе и следящих системах. Известен многофункциональный элект ромеханический преобразователь,содержащий фазовращатель, формирователь импульсов, избирательный усилитель, фазовый детектор с фильтром нижних частот и электродвигатель постоянного тока, причем валы фазовращателя и электродвигателя соединены непосредственно, а на вход возбуждения фазово го детектора подается напряжение с частотой, кратной частоте питания Фазовращателя 1. Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет ступен чато изменять скГбрость вращения вала электродвигателя. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является многофункциональный электромеханический преобразователь, содержащий последовательно соединенные фазовращатель, формирователь импульсов, фазо вый детектор с фильтром нижних частот и электродвигатель постоянного тока, вал которого непосредственно соединен с валом фазовращателя, делитель частоты, вход которого подключен к источнику прямоугольных импульсов, и фазорасщепляющее звено, причем выход делителя частоты соединен с входом фазорасщепителя, а выход фазорасщепителя соединен с входом фазовращателя Г23. Однако известный преобразователь не обеспечивает возможность преобразования аналоговой величины, цифрового и позиционного кода в ступенчато изменяющуюся скорость вращения вала фазовращателя, что ограничивает область его применения. Цель изобретения - расширение области применения преобразователя за счет обеспечения возможности преобразования аналоговой величины, цифрово3982го и позиционного кода в ступенчато изменяющуюся скорость вращения вала фазовращателя. Поставленная цель достигается тем, что в многофункциональный электромеханический преобразователь, содержащий последовательно соединенные делитель частоты, фазорасщепитель, фазовращатель и первый формирователь импульсов, двигатель постоянного тока, вал которого соединен с валом фазовращателя, и фазовый детектор, введены оптический датчик скорости, вал которого соединен с валом двигателя постоянного тока, второй формирователь импульсов, усилитель постоянного тока и два переключателя, причем выход первого формирователя импульсов подключен к размыкающему контакту первого переключателя, замыкающий кон такт которого подключен к выходу второго формирователя импульсов, а переключающий контакт подключен к первому входу фазового детектора, второй вход которого соединен с входом делителя частоты и является одним из входов преобразователя, вход второго формиро вателя импульсов оптически связан с датчиком скорости, выход фазового детектора подключен к замыкающему контакту второго переключателя, размыкаю щий контакт которого подключен к другому входу преобразователя, переключающий контакт - к входу усилителя постоянного тока, выход которого соед нен с двигателем постоянного тока. На чертеже изображена функциональная схема предложенного преобразовате ля. Преобразователь содержит оптический датчик 1 скорости, делитель 2 час тоты, фазорасщепитель 3, фазовращатель , первый формирователь 5 импуль сов, фазовый детектор 6, включающий фильтр нижних частот, первый 7 и второй 8 переключатели, усилитель 9 постоянного тока, двигатель 10 постоянного тока с валом 11 и второй 12 формирователь импульсов. На чертеже обозначены входы 13 и 14 и выход 15 преобразователя, п.ервое 16 и второе 17 положения первого переключателя, первое 18 и второе 19 положения второго переключателя. Фазовращатель 3 может быть выполнен, например, по кольцевой пересчетной схеме, а в качестве фазовращателя k может быть применен сельсин. Предложенный преобразователь работает следующим образом. Прямоугольные разнополярные импульсы напряжения возбуждения подаются на вход 13 Переменную кратность частоты, необходимую для получения различных устойчивых состояний, обеспечивает делитель 2, а напряжения с различной фазой ( отличающиеся на 120 и не зависящие от коэффициента деления для питания фазовращателя Ц обеспечивает фазорасщепитель 3. Напряжение с фазой, зависящей от положения вала 11, с электрического выхода фазовращателя А поступает на вход формирователя 5, импульсы с выхода которого через переключатель 7 подаются на первый вход фазового детектора 6, причем эти и,мпульсы должны иметь длительность, равную длительности импульсов возбуждения. Детектор 6 с фильтром нижних частот обеспечивает постоянное знакопеременное напряжение, В случае, если переключатели 7 и 8 находятся в первом 16 и 18 положении, это напряжение подается на вход усилителя 9, и затем - на вход двигателя 10, В этом случае предложенный преобразователь находится в одном из устойчивых состояний, имеет определенный угол поворота вала 11 и на выходе 15 напряжение с фазовым сдвигом, соответствующим этому углу поворота. При переводе переключателя 8 во второе 19 положение в обмотку управления электродвигателя 10 поступает постоянное управляющее напряжение со входа И, которое приводит во вращение вал 11 в ту или другую сторону в зависимости от полярности напряжения на входе 1 , что, в свою очередь, переводи т вал фазовращателя в новое устойчивое состояние. После этого переключатель 8 переводится в первое положение t8, обеспечивающее фикса44ию вала фззоеращателя k в новом устойчивом состоянии. Таким образом выполняется преобразование числа импульсов (напряжения ) а дискретные углы пово-. рота аала 11 и в функции фазового многоустойчивого элемента. Для того, чтобы преобразователь работал как частотный многоустойчивый элемент, необходимо переключатель 7 перевести во второе 17 положение. В этом случае сигнал возбуждения с входа 13 пе г дается на второй вход детектора 6, на первый которого 59821 через переключатель 7 и формирователь 12 от датчика 1 подается напряжение прямоугольной формы с изменяющейся частотой, пропорциональной скорости вращения вала 11 двигателя 10 и $ датчика 1. В состоянии запуска преобразователя переключатель 8 находится в положении 19. При этом на вход усилителя 9 подается напряжение с входа , которое oбecпeчивaet некоторую 10 скорость вращения вала 11 двигателя 10 и датчика 1, и на выходе формирователя 12 появляется напряжение с частотой FCC, кратной (в устойчивом состоянии) частоте FgQ3сигналов возбуждения 5 на входе 13. Число устойчивых состояний преобразователя определяется кратностью соотношения частот -п При переводе переключателя 8 в положение 18 уменьшается скорость вращения вала 11, что, в свою очередь, приводит к уменьшению частоты выходного напряжения датчика 1. При дости- 3S женим определенной кратности частот за счет взаимодействия напряжения датчика 1 с одной из гармоник напряжения возбуждения увеличивается выход ное постоянное напряжение детектора 6 в результате обеспечивается -устойчивое равновесное состояние. Этому состоянию соответствует определенное постоянное напряжение на выходе детектора 6, частота Fjj на выходе формирователя 12 и скорость вращения вала 11 двигателя 10. Для перевода преобразователя в другое устойчивое состояние переключатель 8 необходимо перевести в положение 19 и подать на вход 1 напряжение, равное требуемому номеру устойчи вого состояния, а затем перевести преобразователь 8 снова в положение 18, В этом случае преобразователь обеспечивает функцию преобразователя аналоговой величины, цифрового и позиционного кода в ступенчато изменяющуюся скорость вращения. Выходными параметрами преобразователя являются угол поворота вала 11, фаза выходного напряжения фазовращателя k на выходе формирователя 5, постоянное напряжение на выходе детектора .6, скорость вращения вала П, частота напряжения на выходе датчика 1. 20 56 Технико-экономическое преимущество предложенного многофункционального электромеханического преобразователя заключается в более широкой области его применения по сравнению с прототипом, Формула изобретения Многофункциональный электромеханический преобразователь, содержащий последовательно соединенные делитель частоты, фазорасщепитель, фазовращатель и первый формирователь импульсов, двигатель постоянного тока, вал которого соединен с валом фазовращателя, и фазовый детектор, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения преобразователя за счет обеспечения возможности преобразования аналоговой величин, цифрового и позиционного кода в ступенчато изменяющуюся скорость вращения вала фазовращателя. в него введены оптический датчик скорости , вал которого соединен с валом двигателя постоянного тока, второй формирователь импульсов, усилитель постоянного тока и два переключателя, причем выход первого формирователя импульсов подключен к размыкающему контакту первого переключателя, замы«аю1чий контакт которого подкяюцен к выходу второго формирователя импульсов, а переключающий контакт подключен к первому входу фазового детектора, второй вход которого соединен с делителя частоты и является обучим из входов преобразователя, вход второго формирователя импульсов оптически связан с датчиком скорости, выход фазового детектора подключен к замыкающему контакту второго переключателя, размыкающий контакт которого подключен к другому входу преобразователя, переключающий контакт - к входу постоянного тока, выход которого соединен с двигателем постоянного тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Авторское свидетельство СССР № 275529, кл, G 06 М 1/10, 1969. 2. Авторское свидетельство СССР ff 31527, кл. Н 03 К 3/036, 1970 (прототип).

„

/47