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 гидравлически с насосом через распределитель с электромагнитным управлением, а также узел управления распределителем, включаюш.ий задаюш.ий, кинематически связанный со штурвалом сельсин, роторная обмотка которого соединена с источником питания, а статорные обмотки соединены через фазочувствительный коммутатор с двумя силовыми диодами, двумя форсирующими резистивно-емкостными цепочками с катушками электромагнитов распределителя, зашунтированными встречно включенными силовыми диодами 1.

Недостатком известной электрогвдравлической рулевой улашины ;является малая надежность в рабо е.

Целью изобретения является повышение надежности в работе.

Поставленная цель достигается тем, что в электрогидравлической рулевой машине.

содержащей силовой исполнительный механизм объемного вытеснения, связанный гидравлически с насосом через распределитель с электромагнитным управлением, а также узел управления распределителем, вклю чающий задающий, кинематически связанный со штурвалом сельсин, роторная обмотка которого соединена с источником питания, а статорные обмотки соединены через фазочувствительный коммутатор с дву10 мя силовыми диодами, двумя форсирующими резистивно-емкостными цепочками с катушками электромагнитов распределителя, зашунтированными встречно включенными силовыми диодами, фазочувствительный коммутатора содержит два сило15вых тиристора, формирователь однополярных импульсов, импульсный трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками и два диода, причем каждые силовой тиристор, форсирующая резистивно20 емкостная цепочка и катушка электромагнита распределите.чя включены последовательно между собой, силовые тиристоры подключены к противофазе к роторной обмотке сельсина, а управляющие электроды тиристоров через диоды синфазно подключены к вторичным обмотка импульсного трансформатора, первичная обмотка которого через формирователь однополярных импульсов подключена к двум статорным обмоткам сельсина.

Кроме того, формирователь однополярных импульсов содержит диод, интегрирующую резистивно-емкостную цепочку и динистор, при вход интегрирующей резистивно-емкостной цепочки через диод подключен к двум статорным обмоткам сельсина, а ее выход через динистор соединен с первичной обмоткой упомянутого импульсного трансформатора.

Кроме того, формирователь однополярных импульсов содержит диод, дифференцирующую резистивно-емкостную цепочку и стабилитрон, при этом вход дифференцирующей резистивно-емкостной цепочки через диод подключен к двум статорным обмоткам сельсина, а ее выход через стабилитрон соединен с первичной обмоткой импульсного трансформатора.

На фиг. 1 изображена функциональнопринципиальная схема электрогидравлической рулевой мащины и узла ее управления; на фиг. 2 - принципиальная схема формирователя однополярных импульсов на базе стабилитрона.

Электрогидравлическая рулевая машина содержит силовой исполнительный механизм 1 объемного вытеснения, гидравлически связанный с насосом 2 через распределитель 3 с электромагнитным управлением. Узел 4 управления распределителем состоит из задающего сельсина 5, кинематически связанного ротором 6 со штурвалом 7 и электрически связанного роторной обмоткой 8 с источником 9 питания переменного тока, а статорными обмотками 10 - с формирователем 11 однополярных импульсов. Фазочувствительный коммутатор 12, выходы которого подключены к катушкам электромагнитов 13 и 14 распределителя 3, а вход вместе с роторной обмоткой 8 сельсина 5 подключен к источнику 9 питания, состоит из силовых тиристоров 15 и 16, силовых диодов 17 и 18, форсирующих резистивно-емкостных цепочек из параллельно включенных резисторов 19 и 20 и конденсаторов 21 и 22. Цепи управления тиристоров 15 и 16 через диоды 23 и 24 подключены синфазно к вторичным обмоткам 25 и 26 импульсного трансформатора 27, первичная обмотка 28 которого подключена на выход формирователя 11 однополярных импульсов. Формирователь 11 (фиг. 2) выполнен на базе интегрирующей (или дифференцирующей) резистивно-емкостной цепочки с резистором 29 и конденсатором 30 и динистора (для стабилитрона) 31. Вход формирователя через диод 32 подключен к статорным обмоткам 10 сельсина 5.

Рулевая машина работает следующим образом.

При подаче питания на узел управления распределителем включается двигатель насоса 2, который при отсутствии необходимости в перекладке руля работает вхолостую, поскольку золотник распределителя 3 находится в среднем положении. При повороте щтурвала 7, допустим вправо, поворачивается и ротор 6 сельсина 5, при этом возрастает амплитуда напряжения на статорных обмотках 10, а фаза этого напряжения относительно роторной обмотки 8 определяется направлением вращения.

Когда величина напряжения превышает напряжение переключения динистора 31, последний включается и конденсатор 30 разряжается на первичную обмотку 28 импульсного трансформатора 27. Fia вторичных обмотках 25 и 26 трансформатора 27 появляются два синфазных импульса, которые прикладываются через диоды 23 и 24 к управляющим электродам тиристоров 15 и 16.

В случае применения формирователя 11 импульсов на стабилитроне работа схемы происходит следующим образом.

При достижении напряжения величины напряжения стабилизации стабилитрона 31 резко возрастает ток заряда конденсатора 30, который проходит по первичной обмотке 28 импульсного трансформатора 27. В дальнейшем после заряда конденсатора 30 ток ограничивается резистором 29. В оставшуюся часть полупериода конденсатор 30 разряжается на резистор 29 и готов к работе. Прохождение тока по первичной обмотке 28 импульсного трансформатора приводит к появлению импульсов на вторичных обмотках 25 и 26, которые, как и в первом случае, через диоды 23 и 24 приложены к управляющим электродам тиристоров 15 и 16. Поскольку тиристоры 15 и 16 включены в противофазе, то открывается только тот из них, на аноде которого положительное напряжение, например тиристор 15. В этом случае ток заряда конденсатора 21 форсирующей резистивно-емкостной цепочки потечет через катушку электромагнита 13, который переместит золотник распределителя 3 влево. После заряда конденсатора 2 ток электромагнита 13 ограничивается резистором 19. Форсировка включения электромагнита исключает возможность залипаня золотника распределителя, тем самым повышается надежность его работы, особенно в тех случаях, когда нужно работать после длительного перерыва, например после стоянки судна.

При перемещении золотника распределителя 3 влево силовой исполнительный механизм 1 подключается к нагнетающей и сливной магистрали насоса 2 и руль отклоняется вправо. При повороте штурвала 7 в нулевое положение, которое фиксируется нуль-установителем, амплитуда напряжения на выходе статорных обмоток 10 сельсина равна нулю, тиристор 15 закрывается, золотник распределителя 3 возвращается в среднее положение. Руль отклоняется вправо. Для возвращения руля в исходное положение щтурвал 7 поворачивается влево, тогда фаза напряжения на статорных обмотках 10 сельсина совпадает с фазой анодного напряжения на тиристоре 16 и он открывается. Теперь через катушку электромагнита 14 течет ток заряда конденсатора 22. золотник распределителя 3 смещается вправо. После заряда конденсатора 22 ток электромагнита 14 ограничивается резистором 20. Смещение золотника распределителя 3 вправо соединяет соответствующим образом сливную и нагнетающую магистрали силового механизма и насоса и руль начинает поворачиваться влево. Предлагаемая гидравлическая рулевая машина имеет значительно меньшее количество функциональных узлов, кинематических и электрических связей, что обеспечивает повышенную надежность. В предлагаемой машине отсутствуют функциональные ,узлы, требующие настройки и регулировки в процессе эксплуатации. Технико-экономический эффект предлагаемой рулевой мащины заключается в повышении надежности ее работы, обусловленной указанными преимуществами по сравнению с рулевыми машинами типизированного ряда. Формула изобретения 1. Электрогидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный механизм объемного вытеснения, связанный гидравлически с насосом через распределитель с электромагнитным управлением, а также узел управления распределителем, включающий задающий, кинематически связанный со штурвалом сельсин, роторная обмотка которого соединена с источником питания, а статорные обмотки соединены через фазочувствительный коммутатор с двумя силовыми диодами, двумя форсирующими резистивно-емкостными цепочками с катушками электромагнитов распределителя, зашунтированными встречно включенными силовыми диодами, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе, фазочувствительный коммутатор содержит два силовых тиристора, формирователь однополярных импульсов, импульсный трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками и два диода, причем каждые силовой тиристор, форсирующая резистивно-емкостная цепочка и катушка электромагнита распределителя включены последовательно между собой, силовые тиристоры подключены в противофазе к роторной обмотке сельсина, а управляющие электроды тиристоров через диоды синфазно подключены к вторичным обмоткам импульсного трансформатора, первичная обмотка которого через формирователь однополярных импульсов подключена к двум статорным обмоткам сельсина. 2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что формирователь однополярных импуль содержит диод, интегрирующую резистивно-емкостную цепочку и динистор, при этом вход интегрирующей резистивно-емкостной цепочки через диод подключен к двум статорным обмоткам сельсина, а ее выход через динистор соединен с первичной обмоткой упомянутого импульсного трансформатора. 3. Рулевая машина по п. 1, отличающаяся тем, что формирователь однополярных импульсов содержит диод, дифференцирующую резистивно-емкостную цепочку и ста-. билитрон, при этом вход дифференцирующей резистивно-емкостной цепочки через диод подключен к двум статорным обмоткам сельсина, а ее выход через стабилитрон соединен с первичной обмоткой импульсного трансформатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3338364/11, кл. В 63 Н 25/30, 19.08.81 (прототип).