Устрояство для определения ошибки фазовращателя

".тенто-те;:;ВзамЖр "в"йдЯЯго Союз Советских Социалистицеских РеспубликО П И С А Н И Е 407368ИЗОБРЕТЕН Ия К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства-Заявлено 18,7 ШЛ 971 (М 1690243/18-24) М.Кл, С 08 с 9/00 В с присоединением заявки-Приоритет -Гевударотаеииый комитетСовета Министров СССРво делам изобретенийи открытий Опубликовано 21,Х 1.1973. Бюллетень4 УДК 681.325 (088,8) Дата опубликования описания 24 Л.1974 Авторизобретения В, Г. Домрачев Заявитель УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОШИБКИ ФАЗОВРАЩАТЕЛЯУстройство относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для автоматического определения фазовой ошибки двухполюсных фазовращителей,Известны устройства, позволяющие измерять фазовую ошибку двухполюсных фазовращателей. Одни из них строятся на основе оптических угломерных устройств и не позволяют автоматизировать испытания.Другие основаны на компенсационном методе, который предполагает автоматизацию измерений, но не обеспечивает достаточную точность при высокой частоте напряжения питания фазовращателя. Более того, известные устройства во многих случаях не обсспечивают необходимой точности измерения ошибки среднечастотных фазавращателей, погрешность которых оценивается одной и менее угловых минут. Существуют также измерительные устройства, построенные на дискретных электронных элементах и позволяющие вести испытания автоматически .Однако они не позволяют получать необходимую точность измерения при частоте напряжения фазовра 4 рателя, большей 5 - 10 кгц,Предлагаемое устройство отличается от известных использованием следящей системы установки заданных угловых координат испытываемого фазовращателя и структурой электронной схемы. Целью изобретения является повышениескорости и упрощение определения ошибокфазовращателя, Изобретение позволяет устранить указанные недостатки и автоматическивести измерения фазовой ошибки с высокойточностью в широком диапазоне частот питающих напряжений, например при частоте в100 кгц и более. Устройство не содержит механических узлов, требующих специального изготовления, а его электрическая схема строится на серийных элементах, в основном, дискретного действия,На чертеже представлена функциональнаясхема устройства.На валу испытываемого фазовращателя 1жестко крепится ротор многополюсной электромеханической шкалы 2, обладающей электрической редукцией, например, равной 3 б,Вал фазовращателя через редуктор 3 соедио 0 нен с валом двигателя 4, обмотка управления 5 которого соединена через замыкающийся контакт б реле 7 с источником переменногонапряжения 8 и через размыкающийси контакт 9 - с выходом усилителя 10,2 б Вход усилителя подключен к электрическому выходу шкалы 2, к которому также подключен нуль-орган 11. Выход нуль-органа 11через дифференцирующую цепь 12 подключенко входу ждущего мультивибратора 13, выход30 которого через другую дифференцирующуюцепь 14 подключен к первому входу триггера 15, первый выход которого соединен со входом схемы И 16;К первичной цепи фазовращателя 1 подключен нуль-орган 17, выход которого подключен к первому входу триггера 18, у которого первый выход подан на вход схемы И 19. Вход другого нуль-органа 20 подключен к выходной цепи фазовоашателя, а его выход соединен со входом схемы И 21 и со вторым входом триггера 18, Второй выход триггера 18 подаи на вход схемы И 15, выход которой подключен к первому входу триггера 22, Первый выход триггера 22 соединен со входами схем И 23, 21 и через дифференцирующую цепь 24 - со входами схем И 25.Второй вход схемы И Л подключен к генератору импульсов стабильной частоты 25, а выход - ко второму входу схемы И 19. Выход последней подключен к счетному входу счетчика 27, выходы разрядов которого подключены к первым входам схем И 28.Выход схемы И 21 соединен со счетным входом счетчика 29, выход которого подключен ко вторым входам триггеров 15 и 22; через схему задержки 30 - ко вторым .входам схем И 28, и ко входу ждущего мультивибратора 31, к выходу которого подключена обмотка реле ; через схему задержки 32 - к первым входам схем И ЗЗ, через схему задержки 34 - ко входу установки счетчика 27 и к первым входам схем И 35.Вторые входы схем И 25 подключены к выходам разрядов регистра 36, а выходы - ко входам сумматора 37, выходы которого соединены со вторыми входами схем И 33, Выходы схем И 28 и 33 подключены ко входам сумматора 38, выходы которого присоединены ко вторым входам схем И 35.Перед началом измерения совмещают угловую координату ротора фазовращателя 1, соответствующую нулевому сдвигу фаз в первичной и во вторичной его цепяхс нулевым положением высокоточной многополюсной шкалы 2, при котором ее выходной сигнал минимален. В этом положении подвижная часть шкалы 2 фиксируется на валу фазовращателя, Фазовращатель вручную поворочивают на некоторый угол, соответствующий увеличению разности фаз первичного и вторичного напря-, жений, и подают напряжение на электронную схему (цепи коммутации на чертеже не приведены). С этого момента устройство работает автоматически.Поскольку положение шкалы 2 отлично от нулевого, ее выходной сигнал через усилитель 10 и размыкающийся контакт 9 подается на управляющую обмотку 5 двигателя 4, который посредством редуктора 3 поворачивает подвижпук часть шкалы 2 н соответственно ротор фазовращателя до такого положения, пока выходной сигнал не будет практически равен пулю. Это соответствует первой дискретной угловой координате, в которой определястсл фазовая ошибка, В момент появления нулевого сигнала навыходе шкалы 2 срабатывает нуль-орган 11, который через дифференцирующую цепь 12 запускает ждущии мультивибратор 13 с длительностью выходного импульса, достаточной для завершения переходных процессов в следящей системе. По истечении этого временисигналом с дифференцирующей цепи 14 триггер 15 устанавливается в такое положение, при котором подается разрешающий потенциал на первый вход схемы И 16.Нуль-орган 20 срабатывает всякий раз, ког.да сигнал во вторичной цепи фазовращателя достигает нулевого значения. После срабатыц вания триггера 15 первое же срабатывание 20 25 30 35 ао 45 50 55 6 О 65 нуль-органа 20 приводит к переключению триггера 22 в такое положение, когда его выходной разрешающий потенциал подается на входы схем И 23, 21 и после дифференцирования - на входы схем Иы 25. Начиная с этого момента, импульсы генератора 25 поступают на вход схемы И,Л 9 и начинается непосредственное измерение фазовой ошибки фазовращателя в заданной угловой координате.Теперь при каждом срабатывании нуль-органа 17 триггер 18 занимает такое положение, при котором схема И 19 пропускает импульсы генератора стабильной частоты 25 на вход счетчика 2. При каждом срабатывании пуль- органа 20 триггер 18 возвращается в исходное состояние, в результате чего схема И 19 перестает пропускать импульсы на вход счетчи. ка 27. Таким образом, в счетчике 27 будет суммироваться число импульсов, соответс твующее каждому измерению сдвига фазы выходного напряжения фазовращателя в данной угловой координате его ротора.Поскольку триггер 22 с момента его послед- , него переключения не изменил своего состояния, при каждом срабатывании нуль-органа 20 с выхода схемы И 21 поступает импульс на счетный вход счетчика 29. Таким образом, в счетчике 29 подсчитывается число периодов напряжения фазовращателя, в течение которых происходит измерение сдвига фаз фазовращателя, Счетчик 29 формирует выходной сигнал при достижении некоторого наперед заданного числа, определяемого частотой напряжения фазовращателя и желаемой точностью измерения фазовой ошибки. Расчеты по. казывают, что ориентировочно оно составляет тысячи или десятки тысяч, Появление выходного сигнала на счетчике 29 означает окончание измерений сдвига фаз в заданной угловой координате.Этот сигнал перебрасывает триггеры 15 и 22 в противоположные состояния и с некоторой задержкой 30 посредством схем И 28 осуществляет параллельный перенос числа из счетчика 27 в сумматор 38. В сумматоре 38 формируется двоичный код, соответствующий суммарному значению реальных сдвигов фазы выходного напряжения фазовращателя.Эталонный код, соответствующий расчетному для данной угловой координаты фазовому5сдвигу, формируется в сумматоре 37 путемпараллельного переноса кода регистра 36, который постоянйо хранится в последнем, Перенос кода происходит при срабатываниисхем И 2 Б по сигналу с триггера 32 черездифференцирующую цепь 24.Параллельный перенос расчетного кода изсумматора 37 в сумматор 38 происходит посигналу, поступающему со счетчика 29 с дополнительной задержкой 32, исключающейодновременый перенос эталонного и реальногокодов в сумматор 38.Приведем некоторые соображения о выборереального и эталонного кодов. Разрядностьэталонного кода должна соответствовать заданной разрешающей способности устройства,Так при необходимости иметь разрешающуюспособность в 2 угловые минуты он должен содержать 13 информационых разрядов, Реальный код должен соответствовать по весу эталонному коду, т, е. должен содержать также13 разрядов. Если предположить, что частотазаполняющих импульсов 2 Мгц, а частота напряжения фазовращателя 30 кгц (ТмЗЗмксек), то максимальное число импульсов заполнения составляет 66, т.е.приблизительно 2 б.Отсюда для получения 13-разрядного коданеобходимо иметь еще 7 двоичных разрядов, а.при условии, что за счет осредненця измерений на счетчике 27 точность возрастает в зои раз, общее число дополнительных разрядовсоставляет (2)=2". Таким образом, реальный код состоит из двадцати двоичных разрядов, однако в сравнении с эталонным кодомдолжны участвовать лишь 13 старших егоразрядов. Применительно к приведенным цифрам счетчик 29 должен содержать 14 двоичных разрядов, Отсюда время формированияреального кода при каждом фиксированномзначении угла составляет примерно 0,65 сек, 4 оУвеличивая это время или повышая частотузаполняющих цмпульсов, можно увеличитьточность измерения,В сумматоре 38 происходит сравнение реального и эталонного кодов, а результат в виде их разности является фазовой ошибкойфазовращателя в данной угловой точке ипредставляется на выходах схем И 35,По сигналу с выхода счетчика 29 с учетомсхемы задержки 30 ждущий мультивибра- ботор 31 включает на расчетное время реле 7,В течение этого времени через замкнутыйконтакт б подается переменное напряжение науправляющую обмотку 5 двигателя 4, Двигатель поворачивает вал испытываемого фазо- Б 5вращателя в направлении следующей фиксированной точки. Окончательная установка фазовращателя в этой точке происходит за счетсигнала с усилителя 10 через контакт 9, кото.рый замыкается при обесточивании обмотки яореле 7. Описанный процесс повторяется приустановке вала фазовращателя в каждой заданной дискретной угловой координате.При переходе ца каждую новую угловуюкоординату увеличивается ца одинаковую ве личину эталонный код в сумматоре 37 за счет прибавления к предыдущему расчетному коду кода регистра Зб.В заключении отметим, что точность устройства понизится, если частоты напряжения фазовращателя и генератора 2 б будут кратны друг другу. Однако этого легко избежать, применяя автономные первичные генераторы.Предмет изобретения Устройство для определения ошибки фазовращателя, содержащее двигатель с обмоткой управления, редуктор, нуль-органы, усилитель, триггеры, генератор импульсов, счетчики, сумматоры, дифферейцирующие цепц, схемы задержки, схемы И, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости и упрощения определения ошибок фазовращателя, в устройство введены многополюсная шкала, реле, ждущие мультивибраторы и регистр, причем вал испытываемого фазовращателя жестко соединен с многоцолюсной шкалой и через редуктор - с двигателем, управляющая обмотка которого через замыкающийся контакт реле подключена к источнику переменного напряжения ц через размыкающийся контакт реле - к выходу усилителя, вход которого подключен к выходу мцогополюсной шкалы и входу первого нуль-органа, у которого выход через первую дифференцирующую цепь подключен ко входу первого ждущего м ул ьтив цбр втор а, выход которого через вторую днфференцирующую цепь соединен с первым входом трцггера,:оединецного перовым выходом с первым входом первой схемы И, второй вход которой подключен ко второму выходу второго триггера, у которого первый вход соединен с выходом второго нуль-органа, подключенного к первичной цепи фазовращателя, а второй,вход - с выходом третьего цуль-оргаца, цодключеццого ко вторичной цепи фазовращателя, выход первой схемы И соединен с первым входом третьего триггера, первый выход которого цодклю. чен к первым входам второй ц третьей схем И и через третью дцфферецццрующую цепь - к первым входам чегвертых схем И, второй вход второй схемы И подключен к генератору импульсов, а выход - к первому входу пятой схемы И, второй вход которой соединен с первым выходом второго триггера, а выход - со счетным входом первого счетчика, выходы разрядов которого подключены к первым входам шестых схем И, второй вход третьей схемы И соединен с выходом третьего нуль-органа, а выход - со счетным входом второго счетчика, вторые входы четвертых схем И подключены к выходам разрядов регистра, а выходы - ко входам первого сумматора, выходыкоторогосоедццецы с цервымц входами седьмых схем И, выход второго счетчика подключен ко вторым входам первого ц третьего триггеров, через первук схему задержки - ко вторым входам шел ых407368 схем И, ко входу второго ждущего мультивибратора, к выходу которого подключена оо. мотка реле, через вторую схему задержки - ко вторым входам седьмых схем И и через третью схему задержки - ко входу установки Соггаьнт:ль М. ЧеренкоТлр.Л А. Камыщнккез; Редактор Л. Цве 1 л Хмаи К:ч 1 рсх Фа донское строе СССР И Государственного хонитета Совета Мно делам изобретений н открытий Москва, 113035, Раушская наб., 4 Пре тие Патент, Москва, Г-б 9, Бережковская наб.,аказ Д Ф ЦНИпервого счетчика и ко вторым входам восьмых схем И, выходы шестых и седьмых схем И подключены ко входам второго сумматора, выходы которого соединены с первы/б ми входами восьмых схем И.