Устройство дистанционной передачи угла поворота задающего вала

(9) (3071 2 К 24/00; 29/06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(57) Изобретенике и автоматикерение функципутем фиксации О ДИСТАНЦИОННОИ ПЕОВОРОТА ЗАДАЮЩЕГО относится к электротехниЦель изобретения - расшиональных возможностей положения задающего вала Ф ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Белорусский государственный университет им, В.И. Ленина(72) ДЦ. Димитров (Вб), Л,И, Матюхина, А,С, Михалев и И,М. Чушенков (ЯО) (53) 621.313.13.014.2" 621,382 (088.8) (56) Проектирование следящих систем двустороннего действия, Под ред, В.С, Кулешова. М.: Машиностроение, 1980, с. 73.Петров Б,А, Манипуляторы, Л,: Маши- ностроение, 1984, с. 138-141.Авторское свидетельство СССР ч. 1176425, кл. Н 02 К 29/06, 1984. и упрощение эксплуатации, Устройство содержит задающую синхронную машину 1 с первым датчиком 2 положения ротора, запоминающий элемент (ЗЭ) 3, сравнивающий элемент 4, второй датчик 5 положения ротора, соединенный е валом исполнительной единицы, синхронныйК-триггер 8, компаратор 9, логическую схемуИ - НЕ 10 и полупроводниковый коммутатор 11 с коммутирующими 12 и управляющим 13 ве.- личиной тока входами. ЗЭ 3 включен между выходами датчика 2 и входом сравнивающего элемента 4, а вход ЗЭ 3 подключен к одному из выходов компаратора 9, к второму входу которого подключен выход ЗЭ 3 через схему И-НЕ 10.В рабочем состоянии поля статоров обеих машин ориентированы перпендикулярно магнитному полю задающей машины,а их амплитуда пропорциональна рассогласованию валов. Устройство просто в эксплуатации, включение его в работу происходит без рывка, что повышает его надежность. 2 ил.Изобретение относится к области электротехники и автоматики и может быть использовано в следящих системах двустороннего действия с вентильными двигателями копирующих манипуляторов с 5 силомоментным очувствлением.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и снижение утомляемости оператора при работе с ним, 10На фиг,1 дана функциональная схема устройства; на фиг.2 (а,б,в,г) - векторные диаграммы магнитных полей, поясняющие его действие.Устройство содержит задающую синх ронную машину 1 с первым датчиком 2 положения, запоминающий элемент 3, сравнивающий элемент 4, второй датчик 5 положения, соединенный с валом исполнительной синхронной машины 6, ключ 7 с 20 поданным на вход уровнем логической единицы, синхронный К-триггер 8, компаратор 9, логическую схему И - НЕ 10 и полупроводниковый коммутатор 11 с коммутирующим 12 и управляющим 13 величиной тока входа ми, Позицией 14 отмечен управляющих вход запоминающего элемента 3.На фиг.1, 2 и в тексте принятые следующие обозначения и сокращения: аз, а а, - углы поворота задающего и ис полнительного валов и угловая ориентация магнитных потоков статоров синхронных машин 1 и 6; Мод, М - моменты оператора и нагрузки, действующие на задающем и исполнительном валах; Мз, Ми - вращаю щие моменты задающей 1 и исполнительной 6 синхронных машин; рз, Рри, дРсз, оси - магнитные потоки роторов и статоров 1 и исполнительной 6 синхронных машин. 40Устройство работает следующим образом.При разомкнутом ключе 7 и "1" на выходе К-триггера 8 запоминающий элемент 3 работает как повторитель, входной и выход ной сигнал его одинаковы, и ориентация магнитных полей для этого случая представлена на фиг, 2 а, т.е. вращающие моменты на валах синхронных машин можно записать следующим образом: 50 М.= К. (и. - а.) (1) М = К (Оз ги) эигде Кз, Ки - коэффициенты, определяемые конструкцией синхронных машин 1 и 6.Положение статорных полей а задается первым датчиком 2 положения так, что ррз перпендикулярен фсз при этом исполнительная синхронная машина 6 работает как синхронная. Из (1) видно наличие отражения усилия на задающем валу (МфО). В этом режиме структура и работа устройства аналогичны таковым в устройстве-прототипе.При необходимости фиксации положения оператор замыкает ключ 7, на К-вход К-триггера 8 поступит "1", которая установит в "0" выход триггера 8. Одновременно единица появится и на инвертирующем С- входе К-триггера 8, что не помешает ему установиться в нуль, но запретит дальнейшие переключения на все время замыкания ключа 7. Следует заметить, что в момент переключения в силу работы запоминающего элемента 3 в режиме повторителя входной и выходной сигналы его были одинаковы, поэтому на инвертирующем выходе компаратора 9, подключенном к входу схемы И-НЕ 10, "0", а следовательно, на -входе К-триггера 8, соединенном с его выходом, "1", что не помешает, однако, установке триггера в "0" в силу инвертирования К-триггером 8 предыдущего состояния при такой комбинации сигналов.При появлении в силу описанных причин "0" на управляющем входе 14 запоминающего элемента 3 он переходит в режим хранения информации, которая "задает" на коммутирующем входе 12 полупроводникового коммутатора 11 ориентацию статорных полей обеих синхронных машин постоянной, как и их амплитуду при постоянном М, Поэтому ротор исполнительной синхронной машины 6 зафиксируется в том же положении а а ротор задающей синхронной машины 1 повернется практически до совпадения рр; с фз (фиг.2 б), так как Моп = 0 (предполагается, что оператор, включив ключ фиксации 7, не прикладывает момента к задающему органу). После этого положения обоих валов будут зафиксированы,При разжмыкании ключа 7 на С-входе К-триггера 8 появится "0", разрешая изменение его состояния, которое произойдет в одном из двух возможных случаев; "0" поступает на один из входов логической схемы И - НЕ 10 с выхода компаратора 9, или сравнивающего элемента 4 (при совпадении ориентации роторов обеих машин в силу измененя знака М), "0" на выходе компаратора 9 появится лишь при установке ротора задающий синхронной машины 1 в то положение, в котором была осуществлена фиксация, т.е, при равенстве Мн = Ми, Моп = М (2). Поэтому включение в работу системы (т,е. появление единицы на -входе триггера 8 и на его выходе), при котором запоминающий1730712 45 50 55 элемент 3 перейдет в режим работы повторителя, произойдет лишь при увеличении Моп, необходимом для установки ф рз в положение, перпендикулярное фсз т.е;плавно, без рывка, который произошел бы 5 при отсутствии триггера 8, компаратора 9 и логической схемы И-НЕ 10, при прямом подключении ключа 7 к входу режима работы запоминающего элемента 3. На фиг.2 в иллюстрируется ориентация магнитных по лей при изменении знака М, приведшего к совпадению фр, и рр, т.е. равенству аз и а,в ходе переходного процесса, который начался в силу изменения знака на выходе сравнивающего элемента 4 и15 инвертировании, вследствие этого фсз и фс,В процессе работы диаграмма на фиг.2 в перейдет к аналогичной на фиг. 2 а, диаграмме на фиг, 2 г.Положительный эффект предлагаемого - устройства заключается в расширении его функциональных возможностей, т.е. в обеспечении фиксации положений задающего и исполнительного органов, причем включение в работу после окончания фиксации осу 25 ществляется без рывка, поскольку производится после увеличения противодействующего момента оператора до величины, необходимой для полной компенсации вращающего момента задаю 30 щей синхронной машины, отражающего имеющийся нагрузочный момент. Он достигается за счет введения в схему запоминающего элемента, синхронного 1 К-триггера, компаратора, схемы И - НЕ и ключа и соот 35 ветствующих соединений между элементами устройства.Необходимо отметить также простоту и связанную с этим высокую надежность уст 40 ройства.Реализация устройства возможна как на цифровых, так и на аналоговых элементах (в частности, запоминающий элемент при цифровых датчиках положения можно выполнить на синхронных Р-триггерах и т.п.).Формула изобретения Устройство дистанционной передачи угла поворота задающего вала, содержащее укрепленную на задающем валу задающую синхронную машину с первым датчиком положения, исполнительную синхронную машину со вторым датчиком положения, полупроводниковый коммутатор с коммутирующим и управляющим величиной тока входами, к выходам которого параллельно подключены обмотки синхронных машин, сравнивающий элемент, входы которого соединены с выходами датчиков положения, а выход подключен к управляющему величиной тока входу полупроводникового коммутатора, отл ича ю щееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем фиксации положения задающего вала и упрощения эксплуатации, введены запоминающий элемент, компаратор, синхронный К-триггер, ключ и логическая схема И - НЕ, при этом запоминающий элемент включен между выходом первого датчика положения и входом сравнивающего элемента, а вход запоминающего элемента подсоединен к одному из входов компаратора, к второму входу которого подключен выход запоминающего элемента и коммутирующий вход полупроводникового коммутатора, при этом выход компаратора соединен с входом логической схемы И-НЕ, к второму входу которой подключен выход сравнивающего. элемента, а выход логической схемы И - НЕ соединен с 1-входом синхронного 1 К-триггера, остальные входы которого К и С соединены с выходом ключа, на вход последнего подан уровень логической единицы, а выход синхронногоК-триггера подключен к управляющему входу запоминающего элемента.1730712 оставитель В,Никаноровехред М.Моргентал Корректор Н.Ревска сив едактор аказ 1517 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10