Электрогидравлическая рулевая машина Советский патент 1983 года по МПК B63H25/30 

(54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РУЛЕВАЯ МАШИНА

1

Изобретение относится к судостроению, в частности к электрогидравлическим рулевым машинам.

Известна электрогидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный механизм объемного вытеснения, связанный с насосом через распределитель с электромагнитным управлением, а также узел управления распределителем, включающий источник питания, датчик угла поворота штурвала, связанный электрическими цепями через коммутатор с двумя силовыми диодами, двумя форсирующими резистивно-емкостными цепочками, двумя оптронами с фототиристорами и фазочувствительным фермирователем сигналов управления упомянутыми оптронами с катущками электромагнитов распределителя, зашунтированными силовыми диодами 1.

Недостатком известной электрогидравлической рулевой мащины является малая надежность ее работы.

Цель изобретения - повышение надежности в работе.

Поставленная цель достигается тем, что в электрогидравлической рулевой машине датчик угла поворота штурвала включает

вращающийся трансформатор, ротор которого кинематически связан со штурвалом, а коммутатор содержит два силовых тиристора, при этом силовой тиристор, форсирующая резистивно-емкостная цепочка

5 и катушка электромагнита распределителя включены последовательно между собой, силовые тиристоры подключены синфазно к источнику питания, к которому подключена обмотка возбуждения вращающегося

,Q трансформатора, одни концы синусной, косинусной и квадратурной обмоток которого соединены между собой, а другие их концы подключены к входу фазочувствительного формирователя сигналов управления оптронами, к выходу которого подключены встреч15 но-параллельно соединенные диоды оптронов, фототиристоры которых включены в цепь питания управляющих электродов силовых тиристоров.

Кроме того, фазочувствительный формирователь сигналов управления оптронами включает шесть диодов и три резистора, причем аноды двух упомянутых диодов подключены к вторым упомянутым концам синусной и косинусной обмоток вращающегося трансформатора, а катоды этих диодов

через нагрузочные резисторы подключены к . второму упомянутому концу квадратурной обмотки вращающегося трансформатора, при этом выход фазочувствительного формирователя сигналов управления оптронами защунтирован двумя встречно-параллельно включенными цепочками, каждая из которых включает два последовательно соединенных между собой остальных из упомянутых диода, причем одни, соединенные между собой, концы цепочек подключены к катоду одного из первых двух диодов, а другие, соединенные между собой, концы цепочек подключены через балластный резистор к катоду второго из первых двух диодов.

На фиг. 1 приведена функционально-принципиальная схема гидравлической рулевой мащины и устройства управления; на фиг. 2зависимость напряжения на двух последовательно включенных диодах от угла поворота ротора вращающегося трансформатора.

Электрогидравлическая рулевая мащина содержит силовой исполнительный механизм 1 объемного вытеснения, гидравлически связанный с насосом 2 через распределитель 3 с электромагнитным управлением. Узел 4 управления распределителем состоит из вращающегося трансформатора 5, датчика угла поворота щтурвала 6, ротор 7 которого кинематически связан со щтурвалом 6, а обмотка 8 возбуждения трансформатора подключена к источнику 9 питания переменного тока, фазочувствительного формирователя 10 сигналов управления и коммутатора 11. Коммутатор 11, выходы которого подключены к катушкам электромагнитов 12 и 13, а вход вместе с обмоткой 8 возбуждения вращающегося трансформатора 5 - к источнику 9 питания, состоит из силовых тиристоров 14 и 15, силовых диодов 16 и 17, форсировочных резистивно-емкостных цепочек из параллельно включенных резисторов 18 и 19 и конденсаторов 20 и 21, двух тиристорных оптронов 22 и 23, защитных диодов 24 и 25, балластного резистора 26. Цепи управления тиристорных оптронов 22 и 23 через защитные диоды 24 и 25 подключены встречно-параллельно на выход формирователя 10 сигналов управления, а их фототиристоры через балластный резистор 26 - к анодам и управляющим электродам тиристоров 14 и 15.

Фазочувствительный формирователь сигналов управления тиристорными оптронами выполнен на базе шести диодов 27-32 и трех резисторов 33-35. Вход формирователя подключен к синусной 36, косинусной 37 и квадратурной 38 обмоткам вращающегося трансформатора 5. Одни концы синусной 36, косинусной 37 и квадратурной 38 обмоток вращающегося трансформатора соединены между собой. Аноды двух диодов 27 и 28

подключены к другим вторым концам синусной и косинусной обмоток трансформатора, а их катоды через нагрузочные резисторы 33 и 34 - к другому второму концу квадратурной обмотки 38 трансформатора.

Сигнал управления снимается с двух цепочек, состоящих каждая из двух последовательно включенных диодов 29, 30 и 31, 32, подключенных одними концами через балластный резистор 35 к катоду диода 27, а другими концами подключенных к катоду диода 28.

Электрогидравлическая рулевая мащина работает следующим образом.

При включении приводного двигателя насоса 2 подается питание на узел управления распределителем, при отсутствии необходимости в перекладке руля приводной двигатель работает вхолостую, поскольку золотник распределителя 3 находится в среднем положении.

При повороте щтурвала 6, например,

вправо, поворачивается и ротор 7 вращающегося трансформатора 5, при этом возрастает амплитуда напряжения на включенных , последовательно диодах 29, 30 и 31, 32. При достижении величины порядка 2 В, она ограничивается балластным резистором 35. Это напряжение прикладывается к диоду оптрона 23 в проводящем направлении и по нему течет ток. Диод 24 искл1С)чает подачу напряжения на диод оптрона 22. Протекание тока по диоду оптрона 23 вы0 зывает открытие его тиристора и через него по цепи: от анодов тиристоров 14 и 15, балластный резистор 26, управляющий электрод тиристора 15, его катод, потечет ток управления тиристором 15, который включается. Включение его обеспечивает подклюS чение электромагнита 13 через форсировочную цепочку из конденсатора 21 и резистора 19 к источнику питания. Ток заряда конденсатора 21 обеспечивает форсированное включение электромагнита 13 и золотQ ник распределителя 3 перемещается вправо. Силовой исполнительный механизм 1 подключается к магистралям насоса и руль начинает перемещаться вправо.

При возвращении щтурвала 6 в нулевое 5 положение напряжение на выходе формирователя 1-0 равно нулю и оптрон 23 отключается, а следовательно, отключается и тиристор 15. Электромагнит 13 обесточивается, золотник возвращается в среднее положение, исполнительный механизм 1 ста новитси на гидрозамок, руль отклоняется вправо. При необходимости перекладки руля в нулевое положение или при перекладке влево, щтурвал 6 поворачивают в левую сторону. При этом полярность напря5 жения на диодах 29-32 меняет знак и теперь обтекается током анод оптрона 22, что приводит к открытию тиристора 14 и срабатыванию электромагнита 12 распределителя. В этом случае золотник распределителя 3 перемещается влево и подключает силовой механизм к насосу таким образом, что руль перемещается влево. Угол поворота руля определяется , на протяжении которого щтурвал 6 находится в отклоненном состоянии.

Предлагаемая рулевая машина имеет значительно меньшее количество функциональных узлов, кинематических и электрических связей, что обеспечивает повыщенную надежность. В предлагаемой машине отсутствуют .функциональные узлы, требующие настройки и регулировки в процессе эксплуатации. Фазочувствительный формирователь импульсов управления тиристорными оптронами обеспечивает выдачу сигналов управления при малых углах отклонения ротора вращающегося трансформатора, что повыщает чувствительность схемы и упрощает кинематическую связь штурвала и вращающегося трансформатора.

Применение вращающегося трансформатора значительно сокращает габариты задающего устройства и упрощает конструкцию пульта управления.

Технико-экономический эффект предлагаемой электрогидравлической рулевой машины заключается в значительном повышении надежности ее работы по сравнению с машинами типизированного ряда.

Формула изобретения

со штурвалом, а коммутатор соедржит два силовых тиристора, при этом силовой тиристор, форсирующая резистивно-емкостная цепочка и катушка электромагнита распределителя включены последовательно между собой, силовые тиристоры подключены синфазно к источнику питания, к которому подключена обмотка возбуждения вращающегося трансформатора, одни концы синусной, косинусной и квадратурной обмоток которого соединены между собой, а дру5 гие их концы подключены к входу фазочувствительного формирователя сигналов управления оптронами, к выходу которого подключены встречно.-параллельно соединенные диоды оптронов, фототиристоры которых включены в цепь питания управляющих

электродов силовых тиристоров.

0 вращающегося трансформатора, при этом выход фазочувствительного формирователя сигналов управления оптронами зашунтирован двумя встречно-параллельно включенными цепочками, каждая из которых включает два последовательно соединных между собой остальных из упомянутых диода, причем одни, соединенные между собой, концы цепочек подключены к катоду одного из первых двух диодов, а другие, соединенные между собой, концы цепочек подключены через балластный резистор к катоду второго из первых двух диодов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3338364/11, кл. В 63 Н 25/30,

5 19.08.81 (прототип).