Автоматический компенсатор

сЕСС 1 Ю О"ттсИЗОБРЕТ К АВТОРСКОМУ СВ НИЕ ЕН ИЯ з Советски циалистических Реслублик мое от авт. свцд ельст 0786 18-10) Заявлено 02.Х.1966 ( 1 л. 21 е оединением заявк 1 тетковано 22,711.197 публ 11 кования опи комитет оо дела ЧПК 6 01 г 17,06УДК 621.317.7,083.5(088.8) риор изобретении и открытипри Совете МинистровСССР Бюллетеньанпя 6.Х 1.1970. Опуб Дат Авторыизобретения. Верещагин и В. В. Масловский нститут автоматик явител АВТОМАТИЧ ЕС МПЕНСАТО раз рощения и повыше тора потенциальный 1 полнен в виде мост активными сопрот ь которой через вь к фазодвигающему ния наде логическ овой цепи ивлепиями прямцтельсности й ин- обраодна податору,компенса вертор вь зованной диагонал ключена Изобретение предназначено для измерения физически.; величин и может быть использовано в автоматических потенциометрах, телемстрических устройствах и т. д.Известные электромеханцческпе компенсаторы с трехпозиционным регулированием обладают малой разрешающей способностью ц невысоким быстродействием.Предлоясенный автоматический компепсатор отличается тем, что обмотки двигателя и коммутирующие элементы соединены в мостовую цепь, диагональ которой, содержащая фазосдвигающий конденсатор, соединена с цепью из двух встречно включенных вентилей, а общая точка последних через сопротивление и бесконтактный ключ торможения соединена с общей точкой коммутирующих элементов. Цепь управления бесконтактного ключа торможения через потенциальный логический пнвертор соединена с фазодвигающим конденсатором.Это позволяет повысить разрешающую способность и динамическую точность конденсатора. другая диагональ - к источнику ппта 1 К плечу моста, по которому протекает ность токов источников, соединенных с дпагоцалямц мостовой цетш, подключена цепь 5правления Оескоптактцого ключа торможениядвигателя.На фпг, 1 приведена схема автоматическогокомпепсатора с управлением устройства динамического торможения от отдельного фоточув ствительного элемента; на фцг. 2 - то же, суправлением с помощью потенциального ццвертора.Измеряемая вслцчцца 1 вводится в преобразователь, который соединен с формцровате лем 3 компенсирующего сигнала и измерителем 4 рассогласования, включенными последовательно.Измеритель рассогласования представляетсобой чувств тельный светолучевой гальвано метр, который с помощью зеркальца, укрепленного на подвижной части, направляет поток света от осветителя 5 в сторону фоточувствительных элементов б, 7 и 8. Этц элементы соединены с релейпымц устройствами 9, 25 10, 11 соответственно, а последние с бесконтактнымц, например, полупроводниковыми ключами 12, 13 п 14. Ключи 12 и 14 и обмотки 15 ц 1 б отрабатывающего двигателя образуют мост, к одной диагонали которого, обра зованной общими точками обмоток и ключейприсоединен источник 17 питания (переменного тока). В другую диагональ моста включены фазосдвигающий конденсатор 8 и цепочка пз последовательно и встречно включенных вентилей 19. Между общими точками вентилей 19 и ключей 12 и 14 последовательно включены ограничительное сопротивление 20 и ключ 13. Ротор 21 отрабатывающего двигателя кинематически связан с формирователем 3 компенсирующего сигнала и цепью вывода выходной величины 22.Предложенный компенсатор работает следующим образом,Входная величина воздействует на преобразователь 2, который преобразует ее в напряжение постоянного тока. Это напряжение компенсируется напряжением, получаемым от формирователя 3 компенсирующего сигнала, Разность этих напряжений прикладывается к оомотке измерителя 4 рассогласования,Ноток света, создаваемый осветителем 5, отражается от зеркала, укрепленного на подвижной системе, и попадает на один из трех фоточувствительных элементов б, 7 плп 8. Элемент 7 расположен таким образом, что свет на него попадает только тогда, когда разность напряжения от преобразователя входной величины и формирователя компенсирующего сигнала меньше установленцого порога чувстгительности компенсатора (т. е. лежит в пределах зоны чувствительности). Сигнал с фоточувствительного элемента 7 подается ца релейное устройство 10, управляющее состоянием бесконтактпого ключа 13,Фоточувствительные элементы б и 8 через свои релейные устройства 9 и 11 управляют состоянием ключей 12 и 14 соответственно. Фоточувствительные элементы б и 8 освещаются при переходе границы зоны чувствительности компенсатора, причем элемент б расположен, например, на нижней, а элемент 8 - на верхней границе зоны.Релейные устройства настраиваются таким образом, чтобы при освещении фоточувствительного элемента соответствующий ключ находился в открытом состоянии. Отпирание ключей 12 и 14 приводит к тому, что к обмоткам 15 и 16 отрабатывающего асинхронного двухфазного двигателя прикладывается переменное напряжение от источника 17 питания. Конденсатор 18 при этом оказывается включенным последовательно в одну сторону из обмоток и сдвигает фазу тока. В зависимости от того, который из ключей (12 или 14) находится в открытом состоянии, одна или другая, обмотки получают сдвиг фазы тока и ротор двигателя, кинематически связанный с формирователем выходного сигнала, вращается в одну или другую сторону. Ротор вращается до тех пор, пока разность напряжений, приложенная к измерителю рассогласования, не станет меньше порога срабатывания,т. е, когда световой поток перестает освещать элементы б или Я. и ключи 12 и 14 закрываются,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Так как ротор срабатывающего двигателя и элементы ки нем атической связи и формирователя компепспруюпего напряжения обладают инерционностью, то возможно, что движение ротора будет продолжаться и после закрытия ключей 12 или 14, вызывая срабатывание ключа, соответствующего другой границе. В результате возникнут автоколебанпя возле положения равновесия (при достаточно высоком коэффициенте усиления компенсатора). Для предотвращения этого нежелательного явления в предложенном компенсаторе предусмотрено динамическое торможение двигателя в зоне его нечувствительности.Прп открывании ключа 13 через обмотки двигателя вентили 19 и сопротивление 20 протекает пульсирующий постоянный ток, вызывающий быстрое торможение ротора двигателя, Сопротивление 20 служит для ограничения величины тормозного момента.Угол поворота подвижной системы измерителя рассогласования ограничен для того, чтобы при больших напряжениях рассогласования луч света не уходил за пределы зоны нечувствительности и фоточувствительный элемент, установленный па границе этой зоны, был освещен.Эксплуатационные качества компенсатора могут быть повышены, если в качестве датчика системы динамического торможения двигателя использовать не отдельный фоточувствительный элемент, а фазосдвнгающпй конденсатор системы реверсивного управления двигателем (см. фиг. 2). Кроме того, это позволяет повысить чувствительность компенсатора (уменьшить ширину зоны нечувствительности) при неизменной чувствительности индикатора рассогласования за счет блоее близкого расположения фоточувствительных эле ментов верхней и нижней границы зоны нечуствительности.Входная величина (см. фпг. 2) подается по цепи ввода 23 па преобразователь входной величины 24, к которому через обмотку измерителя 25 рассогласования подключено параллельно сопротивление (шунт 26). Зажимы шунта через индикатор 27 присоединены к выпрямителю 28, который соединен с потенциал-регулятором 29, а последний - с источником 30 питания.Световой поток, создаваемый осветителем 31, отражается от зеркала, закрепленного на подвижной части фотогальванометра - измерителя рассогласования, и направляется в сторону расположения фоточувствительных элементов 32 и 33, которые через релейные устройства 34 и 35 соединены с бесконтактными ключами Зб и 37.Ключи Зб и 37 и обмотки 38 и 39 отрабатывающего двигателя образуют мост. Источник 40 питания присоединен к одной диагонали моста (общим точкам обмоток двигателя и ключей 37 и Зб). В другую диагональ моста включены фазосдвигающий конденсатор 41, первичная обмотка разделительного транс5 ю 15 форматора 42 и цепочка из встречно и последовательно включенных вентилей 43. Между общей точкой вентилей ц общей точкой ключей Зб и 37 включены последовательно ограничительное сопротивлецце 44 и бесконтактный ключ 45.Вторичная обмотка трансформатора 42 соединена с мостовьв выпрямителем 4 б, выходные зажимы которого соединены с одной из диагоналей моста на сопротивлениях 47, 48, 49 и 50, образующих потенциальный логический инвертор. Другая диагональ этого моста соединена с выходом мостикового выпрямителя 51, вход которого присоединен к источнику питания 52. Одно из сопротивлений инвертора (в рассматриваемом случае - сопротивление 49) соединено с бесконтактным ключом 45.Ротор 53 отрабатывающего двигателя кинематически связан с потенциал-регулятором 29.Входная величина, преобразованная в напряжение, сравнивается с падением напряжения на шунте 2 б, а их разность подается на измеритель 25 рассогласования. Шунт с последовательно включенным индикатором 27 питается током от выпрямителя 28. Ток регулируется в цепи индикатора и шунта с помощью изменения напряжения на входе выпрямителя потенциал-регулятором 29.Управление отрабатывающим двигателем (аналогчное), показанному на фиг. 1, осуществляется с помощью бесконтактных ключей Зб и 37, релейых устройств 34 и 35 и фоточувствительных элементов 32 и ЗЗ, установленных ца границах зоны нечувствительности и освещаемых потоком света от осветителя 31.Устройство динамического торможения состоит из вентилей 43, сопротивления 44 и бесконтактного ключа 45. Состояние ключа определяется напрякением, снимаемым с одного из плеч 49 потенциального логического инвертора. Одна из диагоналей инвертора питается через выпрямитель 51 от источника питания 52, а другая - через выпрямитель 4 б от грансформатора 42, напряжение на который подается только в том случае, когда открыт один из ключей Зб или 37. При одновременном питании инвертора от обоих выпрямителей токи в плече 49, создаваемые выпрямителями 1 б и 51, равны по величине и противоположзы по направлению, падение напряжения на плече равно нулю и ключ 45 закрыт.Если закрыты ключи Зб и 37, что происходит при нахождении компенсатора в пределах го 25 30 35 40 45 50 зоны нечувствительности, ц на фоточувствительные элементы 32 и 33 пе попадает свет, то к псрвцчной обмотке трансформатора 42 не прикладывается напряжение ц потенциальный логи ескп пнвертор получает питание только от выпрямителя 51. В результате падения напряжения на плече 49 открывается ключ 45 ц начинает работать система динамического торможения.В предложецноъ кОъпенсаторе торможение отрабатывающего двигателя начинается сразу же, как только компецсатор оказывается в зоне нечувствительности, что существенно улучшает динамические характерцстши н увеличивает надежность его работы. Предмет изобретения 1. Лвтоматцчески компенсатор, содержащий преобразователь входного сигнала, формирователь компенсирующего напряжения, измеритель рассогласования, например, свето- лучевой гальванометр с двумя фотоэлектрическими преобразователями, два коммутирующих элемента, включающих отрабатывающий, например, двухфазцьш асинхронный двигатель, отличаощийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности ц динамической точности компецсатора, обмотки двигателя и коммутирующие элементы соединены в иостовуо цепь, диагональ которой, содержащая фазосдвцгающцй конденсатор, соединена с цепью цз двух встречно включенных вентилей, а общая точка последних через сопротивление и бесконтактный ключ торможения соединена с общей точкой коммутирующих элементов, причем цепь управления бесконтактного ключа торможения через потенциальный логический ццвертор соединена с фазосдвцгающцм конденсатором.2, Компенсатор по п. 1, отличаюшийся тем, по, с целью упрощения и повышения надежности компенсатора, потенциальный логический инвертор выполнен в виде мостовой цепи, образованной актцвнымц сопротивлениями, одна диагональ которой через выпрямитель подключена к фазосдвцгающему конденсатору, другая диагональ - к цсточш питания, а к плечу моста, по которому протекает разность токов цсточццков, соединенных с диагоналями мостовой цепи, подключена цепь управления бесконтактного ключа торможения двигателя.277091 9 ьие. / Составитель Б. Я. ВеремейкинТехред 3. Н. Тараненко Короектор В. И, Жолудев ол едакт Гипография,. Сапу аказ 3200/6 Тираж 480 ПодписноеНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5