Файл: Основы радиотехники и радиолокации учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 248

Скачиваний: 5

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Силовые С П используют сравнительно редко из-за боль­ ших ошибок положения выходного вала относительно вход­ ного, возникающих при значительных нагрузках.

Г. Индукционные измерительные устройства

Часто при повороте ротора С Д необходимо получить не отработку угла рассогласования, а напряжение, пропорцио­ нальное углу рассогласования. Это осуществляется в индук­ ционном устройстве датчик-приемник, причем приемник ра­

ботает в

трансформаторном

режиме

и называется

с е л ь ­

с и н - т р а н с ф о р м а т о р о м

(СТ ). Такое устройство назы­

вается

и з м е р и т е л ь н ы м

и широко

используется

в сле­

дящих

системах. Оно состоит из двух сельсинов, трехфазные

обмотки

которых соответственно соединены. Переменным

Рис. 8. 18. Принципиальная схема индукционного измеритель­ ного устройства.

напряжением U n запитывается только однофазная обмотка сельсин-датчика (С Д ), а с однофазной обмотки сельсинтрансформатора (СТ) снимается напряжение рассогласо­ вания Upac. Амплитуда и фаза этого напряжения определя­ ются величиной и знаком угла рассогласования, то есть за­ висят от угла поворота ротора С Д (ротор СТ заторможен). Докажем это.

Так как переменным напряжением запитывается только С Д , то в его трехфазных обмотках индуктируются э. д. с., а через трехфазные обмотки СТ потекут токи:

510

Е

І2 =

Е

vCOS(a -

l20°), І3=

 

Е

• COs(a -

Іі = т^г cos а,

 

 

 

 

-

240°),

 

 

 

 

 

(8-1)

где E — действующее значение э. д. с. в одной из трехфаз­

ных обмоток С Д

при

а = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

Каждый из токов создает в фазных обмотках СТ магнит­

ные потоки Фі, Ф2, Фз, продольные

составляющие которых

индуктируют в однофазной обмотке

СТ э. д. с.

Результирую­

щее напряжение на выходе СТ:

 

 

 

 

 

(8-2)

и ст = К - - Ем^| -

-c o s O x -ß ),

 

 

где К — коэффициент

пропорциональности;

 

 

 

 

Е — значение э. д. с. на выходе СТ.

 

 

на выходе

СТ

Из (8-2) видно, что

при a = ß

напряжение

максимально, а при a— ß = 90° •— равно нулю и т. д. При

не­

прерывном вращении

ротора

С Д

амплитуда

переменного

на­

пряжения с частотой

питающей

сети

(Un)

меняется по ко­

синусоидальному закону, причем

фаза

его изменяется на об­

ратную при прохождении напряжения через нуль. Графики 1—5 (рис. 8.19) составлены на основании формулы 8-2. На графике 1 показано напряжение, подаваемое на однофазную обмотку С Д .

Из графиков 2 и 3 видно, что если ротор С Д поворачи­ вать на один и тот же фиксированный угол, но в разных на­ правлениях, то фаза выходного напряжения СТ меняется на обратную (8-2).

На графиках 4 и 5 показано:

а) при непрерывном вращении ротора С Д амплитуда пе­ ременного напряжения на выходе СТ меняется по косинусо­ идальному закону с изменением фазы на 180° при прохож­

дении

через

нуль;

U CT. определяется скоростью

враще­

б)

период изменения

ния ротора С Д .

 

 

 

 

СТ

(при

Итак, в согласованном положении роторов С Д и

ct= ß)

U CT. максимально. На практике необходимо, чтобы

при.

a = ß

U CT.= 0. Этого добиваются

исходным сдвигом

роторов

С Д и СТ на 90°, принимая

такое

положение роторов за со­

гласованное.

В

данномт т

случаел / ^ м

а к с .

 

 

 

 

 

UcT-=

F

 

 

 

(см. график

6,

К -------2Z

 

 

рис. 8.19).

 

 

 

 

511


Ѵл

о

і

УПри сриксиробаннома т/южительном &=Uß

Измерительные устройства широко используются в сле­ дящих системах.

§ 8. 4. Следящие системы

Синхронные передачи применяются в случаях, когда при­ емный вал имеет незначительный момент нагрузки или на­

512

грузкой является стрелка. Поэтому, если приемный вал име­ ет значительные моменты нагрузки и требуется высокая точ­ ность передачи, используют синхронно-следящие системы, ко­ торые отличаются от синхронных передач наличием усилите­ ля мощности.

Таким образом, синхронно-следящей системой (или прос­ то следящей) называется система, поддерживающая синхрон­ ное и синфазное вращение двух валов при наличии усилите­ ля мощности (УМ ).

Следящая система обеспечивает воспроизведение управ­ ляющего воздействия, изменяющегося по произвольному за­ кону.

Следящие системы могут работать на переменном и пос­ тоянном токе. От рода тока зависит тип усилителя мощно­

сти и исполнительного двигателя (двигатель

переменного то­

ка или постоянного тока).

 

А. Функциональная схема следящей системы

С о с т а в и н а з н а ч е н и е э л е м е н т о в

(рис . 8.20)

«

 

1.Сельсин-датчик {СД ) и сельсин-трансформатор (СТ)

представляют сббой измерительное устройство. Оно служит

V

Рис. 8. 20. Функциональная схема следящей системы. '

для измерения угла рассогласования между входным и вы­ ходным валами и преобразования его в напряжение несущей

частоты un. Роторы С Д и СТ развернуты в исходном

состоя­

нии на

90°.

(ДС)

применяет­

2.

Д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы й сельсин

ся для алгебраического суммирования угловых

перемещений

17 З а к а з 101

513


двух механических, не связанных между собой валов, имеет

трехфазные

обмотки

и включается последовательно' между

С Д и СТ . В

наших

схемах он используется как вспомога­

тельный датчик для исходного согласования входного и вы­

ходного

валов. Д С

включают в цепь по необходимости. ,

3. У с и л и т е л ь

м о щ н о с т и (УМ) преобразует и уси­

ливает

по мощности сигналы

рассогласования до величины,

достаточной для

нормальной

работы

исполнительного дви­

гателя

(И Д ). В

качестве усилителя

мощности применяют:

электронные усилители;

электромашинные усилители (ЭМ У );

магнитные усилители (М У );

комбинированные усилители.

4. И с п о л н и т е л ь н ы й д в и г а т е л ь (ИД) вращает через редуктор рабочий механизм и осуществляет главную

обратную связь. Рабочим механизмом

может быть антенная ■

система РТУ .

предназначена для

5. Г л а в н а я о б р а т н а я с в я з ь

вращения ротора СТ одновременно с выходным валом с це­ лью устранения угла рассогласования Ѳ. Осуществляется пу­ тем механического соединения выходного вала с ротором СТ.

6. У с т р о й с т в о о т р и ц а т е л ь н о й о б р а т н о й с в я - з и (ООС) служит для устранения колебаний выходного ва­ ла около заданного положения за счет инерции механических элементов следящей системы.

П р и н ц и п р а б о т ы с л е д я щ е й . с и с т е м ы н о ф у н к ц и о н а л ь н о й с х е м е

Пусть в момент включения питающих напряжений вход­

ной и выходной валы согласованы,

то есть Ѳ = а— ß = 0.

Сле­

дящая сцртема находится ів покое.

Переключатель

П

вклю­

чен (Д С отключен). С поворотом

ротора С Д на

угол

a > ß

между входным и выходным валами появляется угол рассо­ гласования Ѳ = а— ß, а на выходе СТ возникает напряжение рассогласования U CT. определенной фазы, зависящей от на­ правления поворота ротора С Д . Это напряжение преобразу­ ется, усиливается усилителем мощности и подается на об­

мотку управления исполнительного

двигателя (И Д ). Испол­

нительный двигатель поворачивает

через редуктор , выход­

ной вал в сторону уменьшения угла

рассогласования Ѳ. О д ­

новременно с выходным валом через главную обратную связь поворачивается и ротор СТ.

514


Таким образом, по мере вращения выходного вала умень­

шается угол

рассогласования

Ѳ = а

— ß,

то

есть уменьшается

напряжение

рассогласования

U CT.. Когда

1іст.~0, исполни­

тельный двигатель останавливается, а

выходной, вал прихо­

дит в соответствие с входным, то есть

Ѳ = а — ß = 0.

Точность

отработки угла

рассогласования зависит от ка­

чества изготовления и типа следящей системы. При непре­ рывном вращении входного вала выходной вал вращается синхронно с входным. При этом между валами возникает ошибка, определяемая точностью следящей системы. Для

устранения колебаний выходного вала

с устройства О О С на

вход УМ

подается напряжение в противофазе с входным, что

ведет к

резкому уменьшению напряжения на И Д , то есть к

затуханию колебаний выходного вала.

быть постоянного или

Напряжение на выходе У М может

переменного тока (в зависимости от

типа следящей систе­

мы).

Б. Усилители мощности в следящих системах

 

Чтобы перейти к изучению принципиальных схем следя­ щих систем, необходимо рассмоіреть устройство и принцип работы усилителей мощности.

В следящих системах чаще всего применяются электрон­ ные,, электромашинные и магнитные усилители мощности.

Э л е к т р о н н ы е у с и л и т е л и м о щ н о с т и

*

По принципу действия они аналогичны усилителям на ре­

зисторах и усилителям

с нагрузкой

в

виде дросселя или

трансформатора. Такие

устройства

рассматривались

нами

в предыдущих темах.

у с и л и т е л и

м о щ н о с т и

(ЭМУ)

Э л е к т р о м а ш и н н ы е

ЭМ У — это генератор постоянного тока с продольно-по­ перечным магнитным полем. Конструктивно выполняется в виде двухполюсной машины с двумя парами взаимно пер­ пендикулярных щеток на коллекторе (рис. 8.21). Одна пара щеток (1-1) замкнута накоротко. Якорь усилителя приводит­ ся во вращение двигателем постоянного или переменного то­ ка. Двигатель и усилитель чаще смонтированы в одном кор­ пусе, йа одном валу.

17'

51?