Электромеханический частотно-фазовый многоустойчивый элемент Советский патент 1983 года по МПК H03K3/14 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в устройствах с автоматизированным электроприводом.

Известен фазовый злектромеханический многоустойчивый элемент, содержащий электродвигатель постоянного тока, управляющий вход которого соединен.с выходом фаэочувствитель- ного детектора с фильтром нижних частот, вход которого соединен с выходом фазового модулятора f1.

Недостатком устройства является ограниченность функциональных возможностей.

Наиболее близким к изобретению является электромеханический фазовый миогоустойчивый элемент, содержащий электродвигатель постоянного тока и фазовращатель, валы которых объединены, выход фазовращателя соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен .с первым входом фазового детектора с фильтром нижних частот, второй вход соединен с шиной возбуждения, делитель частоты вхрд которого соединен с шиной возбуждения а выход чере13-.фазораспредёлитель соединён с входом Фазовращателя 2.

Недостатком устройства является ограниченность функциональных возможностей.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. .

Поставленная цель достигается тем, что в электромеханический частотно-фазовый Многоустойчивый эле10мент, содержаний электродвигатель постоянного тока и фазовращатель, валы которых объединены, выход фазо вращателя соединен с входсш формирователя импульсов, выход которого

15 соединен с первым входом фазового детектора с фильтром нижних частот, второй вход соединен с шиной возбужг дения, введён первый и второй перек лючатели рода рдбот, управляемый

20 многоустойчивый мультивибратор, дополнительный фазочувствительный детектор с фильтром нижних частот, первый вход которого соединен с шиной возбуждения, второй вход - с од25ним из выходов..упргшляенЮго мносюустойчивого мультивибратора и первым входсм фазовращателя, другие входы которого соединен с другими выходакш управляемого многоустойчивого муль тивибратора, вход которого соединен

с подвижным контактом первого перекючателя рода работ, первый неподзижный контакт которого соединен с шиной управления, второй неподвижный контакт - с выходом-дополнительного фазочувствительного детектора с фильтром нижних частот, выход фазочувствительного детектора с фильтром нижних частот соединен с первым неподвижным контактом второго переключателя рода работ, второй неподвижный контакт которого соединен с шиной.управления, а подвижный контакт - с входом управления электро-, двигателя постоянного тока.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2- эпюры, поясняющие работу схемы.

Устройство содержит электродвигатель 1 постоянного тока, фаэовращатель 2, формирователь 3 импульсов, фазочувствительнв й детектор 4 с фильтром нижних частот-, переключатели 5 и 6 рода работ, управляемый многоустойчивый мультивибратор 7, дополнительный фазочувствительный детектор 8 с фильтром нижних частот, шину 9 возбуждения, шины 10 и 11 управления.

Устройство работает следующим образом.

От шины 9 возбуждения прямоугольные импульсные последовательности с частотой FpQa (фиг.2о) подаются на вход фазочувствительного детектора 8 и на второй вход фазочувстви- j тельного детектора 4.

С выхода многофазного мультивибратора 7 прямоугольные-импульсы подаются на второй вход фазового детектора8. Выходные напряжения Од, Up, и UG сдвинуты по фазе между собой на Ц 120 эл.град. (фиг. 25,6,г) . Частотный многоустойчивый элемент работает как в режиме деления частоты, так и врежиме умножения частоты. В режиме умножения выходная частота частотного мультивибратора F т kFgiQT, , где Fgo - частота возбуж- дения. в .данном случае фазовый детектор детектирует кратные частоты вида Fgoi V 2Fgo,, -/ kFfirf),,.

В режиме деления частота модулятора связана с входным сигналом возбуждения соотношением PgbiX фазовый детектор детектирует субгармоники (Ffto,, , I-F воЪ , ) Р запуске электронной части элемента переключатель 5 рода работы находится в положении аи от шины 10 сигналов управления подается постоянное напряжение управления, соответствующее некоторому устойчивому состоянию элемента, который обеспечивает выходную частоту РВЬГХ ВОЪ (Д- режима деления частоты). Потом переключа-

тель рода работы переключается в положение- Ь, конденсатор фильтра (не показан) начнет разряжаться.

При достижении кратности частот за счет взаимодействия напряжения

5 многофазного мультивибратора 7 с одной из гармоник напряжения возбуждения будет, увеличиваться выходное постоянное напряжение фазового детектора 8, препятствующее дальней0 шему разряду конденсатора фильтра. В результате обеспечивается устойчивое состояние элемента. Этому состоянию- соответствуют определенное . напряжение -и на выходе фазного

5 де тектора и частоты Fд ,Fg ,FC ,. . . ,F| на выходах многофазного мультивибратора, причем для трехкаскадной „ схемы частотного модулятора ((

120.

Для перевода электронной части элемента- в другое устойчивое состояние переключатель 5 необходимо перебросить в положение а и подать от шины 10 сигналов управления на5 пряжение управления, равное требуемому номеру устойчивого состояния, а затем перебросить его в положение Ь.

Таким образом, на выходе электронного частотного многоустойчивого элемента получаем дискретно изменяющиеся .частоты Fд ,Fg, ,FC , . . . ,F, отличающиеся по фазе р ° и уровня постоянного напряжения Up. При этом

в зависимости от необходимости устойчивых состояний устанавливается выходная частота электронного частотного многоустойчивого элемента .(фиг. 2§, Ь, г), который имеет трехфазный выход для питания обмотки

0 фазовращ.ателя 2. Сигнал (фиг.23) с выхода измерительной обмотки фазовращателя 2 (фаза P меняется в зависимости от поворота вала фазовращателя от О до ) подается к фор5 мирователю 3- импульса (фиг. 2е) , выход которого подключен к первому входу фазочувствительного детектора 4. Фазочувствительный детектор 4 с фильтром нижних частот обеспечивает

0 постоянное знакопеременное напряжение, принимающее значение ± UQ (Фиг.2ж).

Перевод электромеханической части элемента из одного устойчивого состояния в другое (управление) осуществляется переключателем 6 рода работы. Когда элемент находится в одном из устойчивых состояний (фиг. 2ж, устойчивые состояния обозначены цифрами) переключатель б находится в положении Ь. При этом элемент имеет определенный угол поворота вала и соответствующее напряжение с фазовым сдвигом (фиг.23), который соответствует этому углу по5 ворот.. При переводе переключателя б в положение а в обмотку управлени двигателя поступает постоянное напряжение, которое и приводит во вращение его вал в ту или другую сторо ну в зависимости от полярности упра ляющего напряжения, что в свою очередь, переводит вал фазовращателя в нужное устойчивое состояние. Посл этого система опять замыкается пере водом переключателя 6 в положение Ь обеспечивающее фиксацию вала элемента в новом устойчивом положении, преобразует напряжение в дискретно изменяющиеся частоты ..с многофазным выходом и число импульсов (напряжение) в дискретные углы поворота вала и фазы выходного напряжения. Таким образом каждому п устойчи вому состоянию электронного частотного мнргоустойчивого элемента соответствует устойчивое состояние электромеханического фазового многоустойчивого элемента. Выходными параметрами элемента являются: частота на выходе электронного частотного многоустойчивого элемента с трехфазным выходом Рд,Гд и PC , угол поворота вала oL , Фаза выходного напряжения фазовращателя Ч , постоянное напряжение - п . Формула изобретения Электромеханический частотно-фазовый многоустойчивый элемент, содержащий электродвигатель постоянного тока и фазовращатель, валы которых объединены, выход фазовращателя соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом фазового детектора с. фильтром нижних частот, второй вход соединен с шиной возбуждения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воз1«южностей устройства, в него введен первый и второй переключатели рода работ, управляемый многоустойчивый мультивибратор, дополнительиый фазочувстви1ельный детектор с фильтром нижних частот, первый вход которого соединен с шиной возбуждения, второй вход - с одним из выходов управляемого многоустойчйвого мультивибратрра и первым входом фазовращателя, дгугие входы которого соединены с другими выходами управляемого многоустойчивого мультивибратора, вход которого соединен с подвижным контактом первого переключателя рода работ, первый неподвижный контакт которого соединен с шиной управления, второй неподвижный контакт - с выходом дополнительного фазочувствительного детектора с фильтром нижних частот, выход Фазочувствительного детектора с фильтром нижних частот соединен с первым неподвижным контактом второго переключателя рода работ, второй неподвижный контакт которого соединен с шиной управления, а подвижный контакт. - с входом управления электродвигателя постоянного тока. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 347891, кл. Н 03 К 3729,10.08.72. 2.Авторское свидетельство СССР 315274, кл. Н 03 К 3/14,09.09.70.

W/

I

a

/y jjtf

/;r

t