Преобразователь фазового сдвига в угловое перемещение вала

Сбюз Советских Содиалисти нескин Республик/24 1 рисоединением з осударственный комитетСовета Министров СССРпо делам иаооретеннйи открытий) Дата опубликования описани 1,05. 7(72) Автор иаобр Ю.А. Скрипник, Г,Б. Крепышев н А.Д,неки елябинский филиал Уральского электромеханического ин инженеров железнодорожного транспорта 73) Заивител(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗОВОГО СДВИГА В УГЛОВО ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ВАЛАИзобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах программного управления станками и другими объектами фазовыми методами, например, в системах управления от магнитной ленты или барабана.Известны преобразователи фазовогосдвига в угловое перемещение, содержащие фазоврашатели, выполненные, например, на вращающемся трансформаторе с фазируккпей 9 й С - цепью на выходе, фазовый дискриминатор, усилители и исполнительный двигатель, связанный с ротором вращающегося транс форматора, Фазовый сдвиг на входе преобразователя компенсируется фаэовращателем, 1 фазовый сдвиг которого пропорционален углу поворота ротора. Однако этим преобразователям свойственна большая ошибка, обусловленная погрешностью настройки РС-пепи, нестабильностью элементов КС - цепи и 20 девиацией частоты входных напряжений,Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь фазового сдвига в угловое перемеше 2ние вала, содержащий фаэовращатель, выходы которого чеоез последовательно соединенные основной переключатель ифазосдвигаю рийблоксоединены с . одним из входов фазо- вого дискриминатора, другой вход которого соединен с выходом избирательного усилителя., вход которого подключен к входной клемме преобразователя. Выход фазового рискраминатора через усилитель переменного тока соединен с одним из входов исполнительного двигателя, выход которого через редуктор соединен с одним из входов фазовращателя, а его другой вход соединен с выходом усилителя.Введение автоматического переключателя позволяет получить фазу выходного напряжения фазовращателя в виде суммы модулированной с частотой переключения составляющей, линейно зависящей от угла поворота ротора фазоврашателя, с немодулированнэй составляюшей,обусловленнойфазовойошибкой фазоврашателя. Однакофазомодулированнойсоставляюшей напряжения фазоврашателя невозможно скомпенсировать медленно изменяющийся фазовый сцвиг между входными нап547635 ряжениями преобразователя цз-за несинхг;энности модулируюших воздействий.Цель изобретения - повышенне точностипреобразователя,Достигается это тем, что в пэеобразэватель фазового сдвига в угловое геремешение вала введены генератор л;эдулируюшейчастоты и дополнительный переключатель,управляюший вход которого объединен с управдяюшим входом эсчэвногэ перекпэчателя йи с другим входом исполнительного двигателя и подключен к вь.ходу генератора модулируюшей частоты, выход дополнительногопереключателя сэединен с входом усилителя,сигнальные входы дополнительного переклю Ь чателя подключены к входным клеммам преобразователя.Введение дополнительного переключателя, включенного указанным образом, позволяет получить на его выходе напряжение, фаза М которого мэдулирэвана с частотой переклэчеиия йС - цепи фазоврашателя и переменная составляющая которой пропорциональна преобразуемому сдвигу фаз. Переменная сосМО 5 е(ай+) при 2 ю 7/2:.12 гп+) Т(% й - коэффициент, обусловленный нестабильностью элементэв ВС - цепи,девиацией частоты входных напряжений и погрешностью настройкифазосдвигаюшегэ блока,49 Напряжение с выхода фаз эврашателя ивторээ напряжение 32, усиленное избирательным усилителем 7, сравниваются пэ фазе с помощью фазового дискриминатора 8.Фазомодулирэванная сэставляюшая напряжения фазоврашателя обуславливает появлениепеременного напряжения на выходе фазовогодискриминатора 8 с амплитудой, пропорциональной ф - Я1 2,)фазопостоянная составляюшая вызывает пэявление постоянной сэставляюшей напряжения, пропорциональнойфЯ + атС 1 б - (+ба 24,тУ - У2,М где У 2 - фазовый сдвиг, вносимый узкэполосным усилителем 7.Переменная сэставляюшая напряжения через усилительвременного напряжения 9поступает на исполнительный двигатель 10,бО вэзбуждаемьцй напряжением частоты модуляфазомодулированное напряжение У, проходя через фазоврашатель 3 с периодическиподключаемым блоком 4, подвергается дополнительной фазовой модуляции с периодом 4 бТ. Так как модуляция переключателями 1 и5 происходит с одной частотой, то ее можно сделать противофазной, В результате совместной модуляции фаза напряжения на выходе фазовращателя равна И где П 1 - целое число;Т. - период модуляции.фаза выходного напряжения переключателяпри этом будет изменяться по законуу (т,): " 2 "У(Ф)2 2 где У(Ь) = при 2 тГ/2 Ьапи)Т/2 У(ф) =-1 при (2 е+ 1)тфс 2(щ Ч)Т/2,+ % + Р 2 у(,ц 1, 1 2 ,у У+оп сайф-(4+ыпиЭ 1где а - угол поворота ротора фазоврашателяФ-- постоянный фазовый сдвиг, вносимый фазоврашателем; тавляюшая фазы напрлжения перекдючателякомпенсируется переменной составдяюшейфазы напряжения фазэврашателя, что и повышает точность преобразования,. Ка чертеже представлена функциональная схема преобразователя фазэвого сдвига в с глэвэе перемешенце.На входы преобразователя поступают нап - Риженци У, = О Ьп(ЩФ ф) ц 02=ЦП 5 И (Ж+ф 2.фазовый сдвиг котэрых Ч: У - Ч преоэра - з;ется в чглэвое перемешенце оС . 0 днэ из напряжений У ) через автоматический переключатель 1 ц узкополосный усилитель 2 поступает на фазоврашатель 3 с однофазнэй запиткой. Фазэсдвцгаюшцй элок 4 подключен к выходным эбмэткам фазоврашате - ля через автоматический переключатель 5. Цепи упраьдения переключателей 1 и 5 соединены между собой ц подключены к генератору модулируюшей частоты б,При непрерывной работе переключателя 1 на егэ выхэде фэрмируется напряжение, состояшее цз пакетов вхэдных напэяжений: ф. - фазовый сдвиг вносимый узкэпэ 1лэсным усилителем ц другимизвеньями преобразовательного ка54763 з Составитель И, НазаркинаРедактор Е, Гончар Техред И. Асталош Корректор А, Гриценко Заказ 630/96 Тираж 882 Подписное БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ции от генератора 6, Вал двигателя через редуктор 1 1 поворачивает ротор фазэврашателя 3 на угэл,при котором выполняется условие сС: -- . При изменении фа 1 2г фзэвого сдвига между входными напряжени - ями= Ч - Ч 2 выполняется соотношение а У = л а(., где Ьл и ЬА - приращения фазового сдьига и углового перемещения соответственно.Таким образом, угловое перемешение ЬА щ пропорционально фазовому сдвигу ЬФ и не зависит от прэгрешностей фазовращателя, фазовых сдвигов, вносимых узкэполэсными усилителями, дрейфа постоянной составляющей фазового дискриминатора и нестабильности 15 частоты сравнительных пэ фазе сигналов. ф э р м у л а изобретения Преобразователь фазового сдвига в угло вое перемещение вала, содержащий фазоврашатель, выходы котэрого через последовательно соединенные основной переключатель и фазосдвигаюший блок соединены с одним из входов фазового дискриминатора, другой ВхОд кэтэрогэ соединен с выходом изоирательного усилителя, вход котэрого подключен к входной клемме преэбразэвателя,. выход фазового дискриклинатора через усилитель переменного тэка сэединен с одним из входов испэлнительнэго двигателя, выход кэтэрого через редуктор сэединен с одним из вхэдов фазовращателя, другой вход которого сэединен с выходом усилителя, о т л и ч аю щ и й с я тем, чтэ, с целью повышения точности преэбразэвателя, в него введены генератор модулируюшей частоты и дополнительный переключатель, управляющий вход которэгэ объединен с управляющим входом основного переключателя и с другим входом испэлнительнэ-э двигателя и пэдключен к выхэду генератэра длэдулируюшей частоты,выход дополнительного переключателя соединен с входом усилителя, сигнальчые входыдэпэлнительногэ переключателя подключенык входным кледлмам преобразэвателя.