Файл: Егоров С.В. Основы автоматики и телемеханики. Конспект лекций учеб. пособие.pdf

индуктирует

в трехлучевой обмотке

э. д. с , амплитуды кото ­

рых

равны

(каждый луч сдвинут п о

о т н о ш е н и ю к другому

на

120 эл.

градз'сов):

£ t e = £ m . c o s t e , - ( i - l ) 1 2 0 o ] ,

(f =

l ,

2, 3),

в сельсине - приемнике

£ i n = £ m , c o s { e 2 - ( i - l ) 1 2 0 o ] ,

( t = l , 2, 3) .

Р е з у л ь т и р у ю щ а я

э. д. с.

в к а ж д о м

л у ч е

трехлучевой

обмотки

равна

А £ г

=

Е1д — Ein

= 2Em- sin

6i+

02

— (i— 1) 120°

X

X s i n - 9 x -

2

it

=

1,2,3).

Следовательно, э. д. с. в к а ж д о м

луче

р а в н а

н у л ю

только

в том случае,

если

Q\ = %z±2nn,

(п—1,

2, ... ) , в противном

случае в каждом луче возникает

п е р е м е н н ы й

ток,

который,

взаимодействуя с магнитным п о т о к о м обмотки

ротора,

создает

в р а щ а ю щ и й момент

Мс,

называемый

синхронизи­

рующим,

поскольку

он

стремится

повернуть

р о т о р ы

о б о и х

сельсинов

в согласованное

п о л о ж е н и е .

Величина

момента

равна

где Мт

M c = M m - s i n Д 9 ,

Д е = > 8 1 - 9 2 ,

— максимальный

с и н х р о н и з и р у щ и й

момент,

опреде ­

л я е м ы й типом сельсинной

пары .

О б ы ч н о Мт

составляет тг-100

г-см,

что

достаточно для

оси

момента

нагрузки

Мн

р а в н о в е с и е

системы

наступает

п р и

равенстве

с

с и н х р о н и з и р у ю щ и м

моментом,

п о э т о м у

появляется моментная

о ш и б к а

A0M =arcsiniVfH/-Mm .

,

Т р а н с ф о р м а т о р н а я

схема

в к л ю ч е н и я

выполняется

п о

схеме следящей системы (рис. 1-10,6). В сельсинных

схемах

сравнения

используют

т а к ж е б е с к о н т а к т н ы е

сельсины,

у к о т о р ы х об е обмотки укладываются

н а

статоре

и

отсут­

ствуют

трущиеся

контакты,' что увеличивает и х

надежность .

К р о м е

того,

т а к и е

сельсины н е и м е ю т

и с к р е н и я

и

н е

созда­

ю т

радиопомех . О с н о в н ы е

х а р а к т е р и с т и к и

сельсинной

п а р ы

в и н д и к а т о р н о м

р е ж и м е

на

бесконтактных

сельсинах.

БД-404,

БС-404

приведены

в табл. 2-3..

Датчик

БД-404

110

в,

500

1,1

кг

12

вт

25°

об/мин

50

гц

Приемник

БС-404

240 г-см

500

1,25

кг

об1мин

§

2-6. П р и б о р ы

автоконтроля

В системах

автоконтроля

ш и р о к о е

п р и м е н е н и е п о л у ч и л и

к о м п е н с а ц и о н н ы е

схемы

и з м е р е н и я

как

н а и б о л е е

точные,

р е а л и з у е м ы е с

п о м о щ ь ю

автоматических

п о т е н ц и о м е т р о в

и мостов (см. § 2-4).

А в т о к о м п е н с а т о р ы

и м е ю т

в ы с о к у ю

точность

(обычно

классов 0,2 и 0,5), высокое

быстродействие

(время

полного

прохода

указателем шкалы

0,254-8 сек),

п о з в о л я ю т

регист­

Диаграмме. Для контроля за несколькими

однородными

величинами

(до

12)

ш и р о к о п р и м е н я ю т с я

м н о г о т о ч е ч н ы е

автокомпенсаторы .

Рассмотрим

автоматический

потенцио­

метр

со

следящим

преобразованием.

П е р в о н а ч а л ь н о

т а к и е

п о т е н ц и о м е т р ы

были

р а з р а б о т а н ы

для

и з м е р е н и я термо -

э. д. с. термопар,

однако затем они

получили

ш и р о к о е

при ­

м е н е н и е

и

для

и з м е р е н и я

п е р е м е щ е н и й

(или

величин,

п р е о б р а з о в а н н ы х

в

п е р е м е щ е н и е ) ,

давлений,

к о н ц е н т р а ц и й

растворов и т. д. П р а к т и ч е с к а я схема такого

п о т е н ц и о м е т р а

(рис. 2-12) отличается от схемы

рис. 2-9,г в

следующем:

1)

у с т а н о в к а

и п о д д е р ж а н и е

п о с т о я н н о й

величины

тока,

п р о т е к а ю щ е г о

по реохорду,

производится

автоматически с

п о м о щ ь ю

того

ж е двигателя

компбнсатора

ДвК;

2)

необходимость

у с и л е н и я

весьма

малых

н а п р я ж е н и й

постоянного

тока

приводит

к

п р и м е н е н и ю

м о д у л я т о р а

( в и б р о п р е о б р а з о в а т е л я ) ; демодулятором

является

двигатель

ДвК.

)

Un

В

самом

деле,

н а п р я ж е н и я

датчика

о б ы ч н о малы

сами

п о

с е б е

(для т е р м о п а р — Юч-50 мв),

и

для

обеспече ­

ния

н е о б х о д и м о й

точности

(собственная

погрешность

- <0,1%)

необходимо,

чтобы

а в т о п о т е н ц и о м е т р

реагировал

на н а п р я ж е н и я AU

-<10 мкв. Д л я у с и л е н и я т а к и х м а л ы х

н а п р я ж е н и й н у ж н о

применять б е з д р е й ф о в ы е усилители,

которыми

являются у с и л и т е л и

п е р е м е н н о г о тока.

П о э т о м у

сигнал AU

п о с т о я н н о г о т о к а

д о л ж е н быть

промодулирован .

А в т о п о т е н ц и о м е т р

состоит

из

с л е д у ю щ и х

о с н о в н ы х

узлов: ИС

— измерительная

схема,

ВП — вибропреобразова ­

тель, УС — усилитель

п е р е м е н н о г о

т о к а с

фазочувствитель -

н ым

выходным

каскадом

ФУ,

ДвК

и

М — р е в е р с и в н ы й

дви­

гатель к о м п е н с а т о р а

с

э л е к т р о м а г н и т н о й

м у ф т о й . '

Рассмотрим

отдельные

узлы .

Измерительная

схема

включает

в

себя

ч е т ы р е х п л е ч и й

мост

для

о б р а з о в а н и я

н а п р я ж е н и я

к о м п е н с а ц и и

£ / к = £ / а б ,

датчик

( т е р м о п а р у

на рис . 2-12), цепь

для

п р о в е р к и

ста­

бильности

тока. О с н о в н ы е элементы

измерительной

схемы:

Р — р е о х о р д ( к р у г о в о й ' п р о в о л о ч н ы й п о т е н ц и о м е т р ) , Ri —

реостат

для

к о р р е к ц и и

тока

в

реохорде,

НЭ

— н о р м а л ь н ы й

э л е м е н т

для

п р о в е р к и

стабильности

тока,, Rc

— э т а л о н н о е

сопротивление,

RNI — н и к е л е в о е

с о п р о т и в л е н и е

для

термо ­

к о м п е н с а ц и и

изменения

температуры

х о л о д н ы х

спаев

тер­

м о п а р ы

ТП

(см. рис.

2-8),

СЭ

— сухой

элемент

( б а т а р е й к а ) ,

К — п е р е к л ю ч а т е л ь

на

два п о л о ж е н и я ,

^ф,

Сф — 7?С-фильтр

для

ш у н т и р о в а н и я

наводок

в

проводах

от

э л е к т р и ч е с к и х

п о л е й п р о м ы ш л е н н ы х

установок .

Введение

в

цепь

датчика

с о п р о т и в л е н и я

Rt],

не

вносит

погрешности,

так

к а к

в

момент

к о м п е н с а ц и и

ток,

о т б и р а е м ы й

от

термопары,

равен

н у л ю .

Рассмотрим

схему

к о р р е к ц и и

тока

в

реохорде .

Ввиду

того, что э. д. с. сухого

элемента с течением

времени

умень­

шается,

т о к

в ц е п и

р е о х о р д а

т а к ж е

уменьшается .

П о э т о м у

для

его

к о р р е к ц и и

переключатель

К

п е р и о д и ч е с к и

на

к о р о т к о е

время

устанавливается

в

п о л о ж е н и е

« Н у л ь »

(вруч­

н у ю

или

автоматически)

и о д н о в р е м е н н о образуется

меха ­

ническая

связь

М

м е ж д у двигателем

' ДвК

и д в и ж к о м

реостата

Ri.

П р и

этом

падение

н а п р я ж е н и я

на

э т а л о н н о м

с о п р о т и в л е н и и

Rc

сравнивается

с э. д. с.

нормального

эле ­

мента. Если ток в

ц е п и

реохорда,

а т а к ж е

в ц е п и

Rc

н е

равен

номинальному,

то

под

действием

н а п р я ж е н и я

разба ­

л а н с а

&и=Енэ

— I R C

п р о и с х о д и т

п е р е м е щ е н и е

д в и ж к а

реостата

Ri

до

т е х

пор,

п о к а

т о к

не

станет

равен

номиналь ­

ному.

П о с л е

чего

переключатель

снова

устанавливается

в

п о л о ж е н и е

«Работа» .

Вибропреобразователь

ВП ( э л е к т р о м е х а н и ч е с к и й

в и б р а - '

тор)

осуществляет

м о д у л я ц и ю

н а п р я ж е н и я

AU

п о с т о я н н о г о

тока

частотой

50 гц.

Заметим,

что

при

и з м е н е н и и

поляр ­

ности

сигнала

AU

изменяется

на

180°

ф а з а п е р е м е н н о г о

н а п р я ж е н и я ,

подаваемого

через

входной

т р а н с ф о р м а т о р

в

усилитель .

Т р а н с ф о р м а т о р

и в и б р о п р е о б р а з о в а т е л ь

тща­

тельно

з а э к р а н и р о в а н ы .

Выходное

н а п р я ж е н и е

усилителя

. подается

на

фазочув -

етвительный

каскад

ФУ.

А н о д ы

л а м п ы

выходного

каскада

(см. диаграмму рис . 2-12,6,

где

иа\,

иа2

—'кривые

изменения

н а п р я ж е н и я

на первом

и втором

анодах лампы,

ис

— напря ­

ж е н и е

на сетках

л а м п ы ) .

О ч е в и д н о , 'что п о л о в и н а

л а м п ы

м о ж е т

проводить то к только тогда,

если

н а п р я ж е н и е

на

ее

аноде

п о л о ж и т е л ь н о . П р и

'AU=0

т о к и

анодов, протекая

по

о б м о т к е у п р а в л е н и я

wy

двигателя,

не

создают

в р а щ а ю щ е г о

момента, поскольку

ток 1У

в о б м о т к е

у п р а в л е н и я

с о д е р ж и т

п о с т о я н н у ю

с о с т а в л я ю щ у ю и

четные

гармоники .

П р и

AU

то к

1У у ж е

имеет

гармонику

о с н о в н о й

частоты

и

в зависимости от знака AU

( ф а з ы

сигнала

Uc)

ДвК

вра­

щается

в ту

или

и н у ю

сторону,

осуществляя

балансировку .

Реверсивный

двигатель

ДвК

( а с и н х р о н н ы й

д в у х ф а з н ы й

типов

РД-09, Д-32, ZACM-50)

имеет

ф а з о с д в и г а ю щ у ю

емкость в о б м о т к е

возбуждения .

В

системах

автоконтроля

при

и з м е р е н и и

н е с к о л ь к и х

о д н о т и п н ы х

величин ш и р о к о е

п р и м е н е н и е

н а ш л и

много ­

точечные автокомпенсаторы

с п е р и о д и ч е с к о й

компенсацией,

когда за п циклов компенсации

м о ж н о зарегистрировать

п

величин. В т а к и х

устройствах

п р и м е н я ю т

к о м м у т а т о р ы для

используют развертывающее п р е о б р а з о в а н и е ,

когда компен ­

с и р у ю щ а я величина периодически

п р и н у д и т е л ь н о

п р о б е г а е т

весь

д и а п а з о н

своего изменения .

Рассмотрим

автоматический

мост с

развертывающим

преобразованием

для

и з м е р е н и я

о д н о й

величины

х\

(рис. 2-13,а).

К

Двигатель

р а в н о м е р н о вращает

к о н т а к т н ы й

д в и ж о к

по

круговому

реохорду

Р, к о т о р ы й

вместе

с

реостатным

этого моста включен источник

п и т а н и я С/о, а

в

д р у г у ю —

усилитель .

Н а п р я ж е н и е

к о м п е н с а ц и и

п р и этом

изменяется

по п и л о о б р а з н о м у

з а к о н у (рис. 2-13,6), пр и

этом

в

м о м е н т ы

времени

t\, t2, ...

наступает

компенсация,

когда

UK=UA.

Для

з а п и с и

п р и м е н я ю т

р а з н ы е

схемы.

Рассмотрим

одну из

них.'

В

момент

к о м п е н с а ц и и

AU=0,

п о э т о м у электромаг ­

н и т ы ЭМ\

и ЭМ2

обесточиваются и отпускают,

а

под

дей­

ствием

п р у ж и н ы

планка Пл,

у д е р ж и в а е м а я

до

этого

элек­

тромагнитами, ударяет по к р а с я щ е й

ленте,

оставляя

н а

бумаге

след. Э т о т

след

д о л ж е н

быть

заметен лишь на рас­

стоянии, п р о п о р ц и о н а л ь н о м

отрезку

времени м е ж д у

нача­

л о м

р а з в е р т к и и

моментом к о м п е н с а ц и и . Дл я этого

приме ­

н я ю т барабан со спиральным гребнем

СГ, к о т о р ы й

касается

бумаги

всегда в

о д н о й

точке,

причем

точка

касания

равно -