Электромеханический частотно-фазовый многоустойчивый элемент

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) 01) 151) Н 03 К 3/14 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВ СТВ(7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 30.11.84. Бюл, У 44 (72) А, Абдукаюмов, А.А. Халиков и Ш.А. Мавлянов1) Ташкентский ордена Дружбы на-родов политехнический институт им. А.Р. Бируни(56) 1. Авторское свидетельство ССС У 315274, кл. Н 03 К 3/14, 1970.2. Авторское свидетельство СССР В 999139, кл. Н 03 К 3/14, 1981 (прототип).(54)(57) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЧАСТОТНО-ФАЗОВЫЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий электродвигатель постоянного тока и Фазовращатель, валы которых кинематически соединены, выход Фазовращателя соединен с входом формирователя импульсов, первый Фазочувствительный детектор, выход которого через первый Фильтр нижних частот подключен к первому неподвижному контакту первого переключателя, подвижный контакт которого подключен к входу управления электродвигателя постоянного тока, а второй неподвижный контакт соединен с шиной управления, которая подключена к первому неподвижному контакту второго переключателя, подвижный контакткоторого подключен через второйФильтр нижних частот к входу управляемого многофазного мультивибратора, выходы которого подключенык входам фазовращателя, а один извыходов - к первому входу второгофазочувствительного детектора, выход которого подключен к второмунеподвижному контакту второго переключателя, шина возбуждения подключена к первому входу первого Фазочувствительного детектора и квторому входу второго фазочувствительного детектора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностейпутем преобразования постоянногонапряжения в ступенчато изменяющуюся скорость вращения вала, введены третий переключатель, компаратор и шина постоянного напряжения,которая подключена к первому входукомпаратора, второй вход которогоподключен к выходу Фазовращагеля,выход - к первому неподвижному контакту третьего переключателя, второй неподвижный контакт которогоподключен к выходу формирователяимпульсов, а подвижный контакт -к второму входу фазочувстнительного детектора,Изобретение относится к импульсной технике и может быть испольэовано в автоматизированном электроприводе и следящих системах.Известен электромеханическийфазовый многоустойчивый элемент,содержащий последовательно соединенные фазовращатель, формировательимпульсов, фазовый детектор с фильтром нижних частот и двигатель постоянного тока, вал которого кинематически соединен с валом фазовращателя, делитель частоты, вход которого подключен к источнику прямоугольных импульсов, а выход соединенс входом фазовращателя, выход которого соединен с входом фазовращателя И .Недостатком устройства являетсяограниченность функциональных возможностей устройства, так как онане позволяет ступенчато изменятьскорость вращения вала,Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является электромеханический частотно-фазовый многоустойчивый элемент, содержащий электродвигатель постоянного тока и фазовращатель, валы которых кинематически соединены, выход фазовращателя соединен с входом формирователя импульсов, первый фазочувствительный детектор, выход которого через первый фильтр нижних частот подключен к первому неподвижному контакту первого переключателя, подвижный контакт которого подключен к входу управления электродвигателя постоянного тока, а второй неподвижный контакт соединен с шиной управления, которая подключена к первому неподвижному контакту второго переключателя, подвижный контакт которого подключен через второй фильтр нижних частот к входу управляемого многофазного мультивибратора, выходы которого подключены к входам фазовращателя, а один из выходов - к первому входу второго фазочувствительного детектора, выход которого подключен к .второму неподвижному контакту второго переключателя, шина возбуждения подключена к первому входу первого фазочувствительного детектора и к второму входу второго фазочувствительного детектора, выход формирователя импульсов подключен к вто 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рому входу первого фазочувствительного детектора 2,Недостатком устройства являетсяограниченность функциональных возможностей.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путемпреобразования постоянного напряжения в ступенчато изменяющуюся скорость вращения вала.Поставленная цель достигаетсятем, что в электромеханическийчастотно-Фазовый многоустойчивыйэлемент, содержащий электродвигатель постоянного тока и фазовращатель, валы которых кинематическисоединены, выход фазовращателя соединен с входом формирователя импульсов, первый фазочувствительный детектор, выход которого через первыйфильтр нижних частот подключен кпервому неподвижному контакту первого переключателя, подвижный контакт которого подключен к входу управления электродвигателя постоянного тока, .а,второй неподвижныйконтакт соединен с шиной управления,которая подключена к первому неподвижному контакту первого-переключателя, подвижный контакт которого подключен через второй фильтрнижних частот к входу управляемогомногофазного мультивибратора, выходы которого подключены к входамфазовращателя, а один из выходов -к,первому входу второго фазочувствительного детектора, выход которого подключен к второму неподвижному контакту второго переключателя, шина возбуждения подключена кпервому входу первого фазочувствительного детектора и к второму входу второго фазочувствительного детектора введены третий переключаРтель, компаратор и шина постоянного напряжения, ксторая подключена к первому входу компаратора,второй вход которого подключен квыходу фазовращателя, а выход - кпервому неподвижному контакту третьего переключателя, второй неподвижный контакт которого подключенк выходу формирователя импульсов,а подвижный контакт - к второмувходу фазочувствительного детектора.На чертеже приведена блок-схемаэлектромеханического частотно-фазового многоустойчивого элемента,3. 1127076Многофункциональный электромеханический частотно-Фазовый многоустойчивый элемент содержит электродвигатель 1 постоянного тока, фазовращатель 2, фазочувствительный 5детектор 3, переключатель 4, фильтр5 нижних частот, управляемый многоустойчивый мультивибратор 6, Формирователи 7 и 8 импульсов, шину 9постоянного напряжения, переключатель 10, фазочувствительный детектор 11, Фильтр 12 нижних частот,переключатель 13, шину 14 управления, усилитель 15 постоянного тока,компаратор 16, шину 17 возбуждения. 15Устройство работает следующимобразом.Прямоугольные разнополярные импульсы с шины 17 возбуждения пода"ются на входы возбуждения фазовых 2 Одетекторов 3 и 11, с выхода мультивибратсра 6 - на формирователь 8импульсов. На второй вход фазовогодетектора 3 подается сигнал обратной связи с выхода Формирователя 8 25импульсов.При запуске элемента переключа/тель 4 находится в положении 1 и отшины 14 управления подается постоянное напряжение управления, соот- Збветствующее некоторому устойчивомусостоянию элемента, амплитуда которого определяет частоту Р мультивибратора, кратную частоте сигналавозбуждения Г . Затем переключа 35тель 4 переключается в положение 11,конденсатор фильтра 5 начнет разряжаться. При достижении кратностичастот вследствие взаимодействия напряжения многофазного мультивибратора 6 с однойиэ гармоник напряжения возбуждения Г увеличивается выходное постоянное напряжениефазового детектора 3, препятствующее дальнейшему разряду конденсатора фильтра 5. В результате обеспечивается устойчивое состояние элемента. Этому состоянию соответствует определенное постоянное напряжение 0 на выходе фазового детектора 2 и частоты Р, Гв, . мультивибратора 6, отличающиеся по фа 360 с оэе на угол ф 3 = 120 ,Для перевода элемента в другое устойчивое состояние переключатель 4 необходимо перебросить в положение 1 и подать от шины 14 управления напряжение, соответствующее необходимому устойчйвому состоянию, а затем перебросить его в положение 11. Выходное напряжение мультивибратора 6 обеспечивает питание Фазовращателя 2, Сигналы с измерительной обмотки фазовращателя 2 подаются на формирователь 8 импульсов и на компаратор 16При переключении контакта переключателя 10 в положение 1 многофункциональный электромеханический частотно-Фазовый многоустойчивый элемент работает как электромеханическийфазовый многоустойчивый элемент, т.е. разнополярные импульсы с выхода формирователя 8 импульсов подаются на второй вход фазового детектора 11 через переключатель 10 рода работы. фазовый детектор 11 с фильтром 12 низких частот обеспечивают постоянное знакопеременное напряжение, принимающее значение 40, которое подается к одному неподвижному контакту переключателя 13 рода работы. К другому неподвижному контакту переключателя 13 рода работы подается сигнал управления от шины 14 управления.Таким образом, на вход усилителяФ15 постоянно:о тока подается через переключатель 13 рода работы либо напряжение управления, либо напряжение с выхода фильтра 12 нижних частот. Когда элемент находится в одном из устойчивых состояний, переклю- чатель 4 находится в положении 11, переключатель 10 рода работы - в положении 1 и переключатель 13 рода работы - в положении Е. При этом вал элемента имеет фиксированный угол поворота, а выходное напряжение фазовращателя 2 - фазовый сдвиг, соответствующий этому углу поворота. При переходе переключателя 13 рода работц в положение 11 в обмотку управления двигателя поступает постоянное напряжение 0 у , которое приводит во вращение его вал в ту или другую сторону, в зависимости от полярности управляющего напряжения, который в свою очередь переводит вал Фазовращателя в нужное устройчивое состояние. После этого система опять замыкается переводом переключателя 13 рода работы в положение Е, обеспечивающее фиксацию вала элемента . в новом устойчивом состоянии. Для1127076 ВНИИПИ Заказ 8755/44 Тиран 861 Подписное Енпиал ППП ффПатавтфф, г. Узиород,улЛроантнаа, 4 того, чтобы изменить величину дискретности угловых перемещений, необходимо перевести электронную часть многоустойчивого элемента в другое состояние с помощью переключателя 4 (изменить частоту).Таким образом, элемент преобразует напряжение в дискретные углы поворота вала и изменение фазы выходного напряжения. Каждому устойчивому состоянию электронной части элементами соответствует устойчивое состояние электромеханического части элемента в . Следовательно, общее количество устойчивых состорний электромеханического частотно- фазового многоустойчивого элемента1 о 4 =и иии рмДля того, чтобы элемент работал как электромеханический частотный многоустойчивый элемент, необходимо переключить переключатель 10 в положение 11. В этом случае выходное напряжение.,фазовращателя подается на один из входов компаратора 1 б, на второй вход которого подает" ся постоянное напряжение 0 опНри равенстве этих входных напряжений.на выходе компаратора появляются вы сокостабильные короткие импульсы, Эти импульсы подаются на второй вход фазового детектора 11 через переключатель 10. К первому входу фазового детектора 11 подается сигнал возбужцения от.шины возбуждения 17. ВыхоДное постоянное напряжение 10, через защакающий контакт 1 переключателя 13 подается к входу усилителя постоянного тока 15. Напряжение с выхода усилителя 15 постоянного тока подается на электродвигатель 1 постоянного тока. В режиме запуска схемы переключатель 4 находится в положении 11-, переключатель 10 - в положении 11 и переключатель 13 - в положении 11.Тогда на усилитель 15 постоянного тока от шины 14 управления подает" ся напряжение управления, которое приводит во вращение вал электродвигателя 1 постоянного тока, и на 5 10 15 Ю 25 36 35 выходе компаратора 1 Ь появляетсянапряжение с частотой Г, катной(в устойчивом состоянии) частотесигналов возбуждения. Число устойчивых состояний определяется соот 8 о 3ношением частот О = -- ,"дсПри установке переключателя 13в положение 1 конденсатор фильтра 12начнет разряжаться, при этом уменьшается скорость вращения вала, чтов свою очередь приводит к уменьшению частоты выходного напряжениякомпаратора 16, Когда частота системыкратна частоте одной из гармоник напряжения возбуждения Гоо увеличивается выходное постоянное напряжение фазового детектора 11, препятствующее дальнейшему разряду конденсатора фильтра 12. Этому состоянию соответствует определенноепостоянное напряжение 0 на выходефазового детектора 11 и определенная частота Гд на выходе компаратора 16, ступенчато изменяющаяскорость вращения вала электродви"гателя постоянного тока,Для перевода элемента в другоеустойчивое состояние переключатель13 необходимо установить в положение Н и подать напряжение с шины14 управления, соответствующеенеобходимому устойчивому состоя-,нию, а затем установить его в положение 1. В этом случае элементобеспечивает Функцию преобразования постоянного напряжения с высокой точностью в ступенчато изменяющуюся скорость вращения. Выходными параметрами многофункционального электромеханическогс частотно-фазового многоустойчивого элемента являются: угол поворота вала Фаза выходного напряжения фазовращателя, постоянное напряжение и скорость вращения вала электродвигателя.Таким образом, предлагаемое устройство обладает более широкими функциональными возможностями.