Управляемый инфранизкочастотный фазовращатель

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 150681 (21) 3303256/18-21 1) М. КП. с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Н 03 Н 7/18 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения 7;". -Московский ордена Ленина авиационный инстиУTим. Серго Орджоникидзе(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ Изобретение относится к вычислительной технике, специализированной для испытаний и контроля систем автоматического управления (САУ) и. в частности, предназначено для использования в устройствах идентификации частотных характеристик САУ.Известен дискретный фаэовращатель для генератора инфранизких частот, использующий типовый набор элементов дискретной вычислительной техники П).Недостатками данного фаэовращателя свойственными всем фаэовращателям этого типа, являются, во-первых, относительная сложность технической реализации, во-вторых, принципиально дискретный характер изменения фазы и, следовательно, заведомо конечная разрешающая способность вычислителя частотных характеристик.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фаэовращатель с двумя выходами, сигналы на которых отличаются по фазе иа угол У/2, включающий генератор опорного напряжения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) с двумя статорными и двумя роторными обмотками с взаимно перпендикулярны.ми магнитными осями, один иэ двух концов каждой из которых соединен с шиной нулевого потенциала, и два демодулятора, сигнальные входы которых соединены по отдельности со свободными концами роторных обмоток трансформатора, коммутирующие входы связаны с выходом генератора опорного напряжения, а выходы подключены к выходным клеммам фазовращателя. Кроме того, фазовращатель содержит второй СКВТ с одной статорной обмоткой,подключенной к генератору опорного напряжения, и двумя роторными обмотками, один иэ двух концов каждой иэ которых соединен с шиной нулевого потенциала, а вторые концы которых по отдельности со свободными концами статорных обмоток первого СКВТ. При этом ротор второго СКВТ непрерывно вращается с частотой д, равной частоте получаемого в дальнейшем синусоидального сигнала, фаза которого регулируется углом поворота ротора первого СКВТ 2 3.Недостатком известного фазовращателя является то, что он представляет .собой неразрывное единое целое с генератором инфранизких частот и принципиально не может работать автономно от него. Это снижает егофункциональные возможности, так какв практике измерения частотных характеристик САУ часто возникает потребность .именно раздельного применениягенератора и Фазовращателя, например,при необходимости использования53электронного генератора с более высоким классом точности, чем у электромеханического генератора (как в прототипе). В этом случае описанный фаэовращатель оказывается неработоспособным,так как принципиально непозволяет изменять фазу синусоидальных колебаний электрической, а немеханической природы. Кроме того, наличие непрерывно вращающихся меха- )5нических частей в этом неразрывномкомплексе "генератор-фазовращатель"снижает его надежность,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей и повышеОние надежности работы Фазовращателя,Поставленная цель достигается тем,что в управляемый инфранизкочастотныйфаэовращатель с двумя. выходами, сигналы на которых отличаются по фазе на 25угол Х/2, включающий генератор опорного напряжения, синусно-косинусныйвращающийся трансформатор с двумястаторными обмотками и двумя роторными обмотками с взаимно перпендикулярными магнитными осями, один из двухконцов каждой из которых соединен собщей шиной, и два демодулятора, сигнальные входы которых соединены поотдельности со свободными концамироторных обмоток трансформатора, ком-З 5мутирующие входы соединены с выходомгенератора опорного напряжения, а выходы подключены к выходным клеммамфазовращателя, введены два блока перемножения, выход каждого из которых 40соединен с одним из свободных концов статорных обмоток трансформатора,первые входы блоков перемножения соединены с выходом генератора опорногонапряжения, второй вход одного из 45блоков перемножения соединен с входной клеммой фазовращателя, соединенной с источником синусоидального сигнала, фаза которого подлежит изменению, а второй вход другого блокаперемножения соединен с второй входной клеммой фазовращателя, соедийенной с источником косинусоидальногосигнала.1Кроме того, управляемый фазовращатель дополнительно содержит блокформирования косинусоидального сигнла, соединенный с входными клеммамифазовращателя,На фиг, 1 представлена схема пре- Юдлагаемого инфранизкочастотного фазойращателя; на фиг, 2 - распределение магнитных потоков в СКВТ, возникающее при повороте его ротора на произвольный угол 9 . 65 Фазовращатель состоит из генерато- ра 1 опорного напряжения, СКВТ 2, демодулятор 3 и 4, двух клемм 5 и б выходных сигналов Фазовращателя,блокой 7 и 8 перемножения, двух входных клемм 9 и 10 для синусоидального и косинусоидальвого напряжений соответственно, блок 11 формирования косинусоидального сигнала,При подаче на клеммы 9 и 10 синусоидального А в 1 п Я с и косинусоидального А сова с напряжений на выходе блоков перемножения 7 и 8 соответстЬенно возникают сигналы0 а АИ 1 пш 1 ЪЯС=А, з(пью 51 пЯ, ЖО =Асз 1 пюбсозЯ 1 ф А з 1 ОМсОЭЯВ (2)где а, ы - амплитуда и частота опор.ного синусоидальногонапряжения, которая постоянна и должна по крайнемере на порядок быть больше максимальной рабочейчастоты ЯА= аА - амплитуда сигналов на выходах блоков перемножения.Под действием напряжений О и Ое в статорных обмотках СКВТ 2 возникают токи Г и 1, которые посредством создаваемых ими магнитных потоков наводят в роторных обмотках СКВТ 2 ЭДС 1(й) и 1(й, аналитически вы-. ражаемые в видеа 131Е 1 Ю=ММ д" М 24 а а(3)а;аее(ц=м 4 Ф +атее дс(4где М - коэффициент взаимной ин 13дукции между 1-ой статорнойи )-ой роторной обмотками.Знак и величина коэФфициентов М определяются углом 8 поворота ротора СКВТ (фиг. 2):И И сОБ 81 ИИ 51 ПО2 ( 5)И= И ып 9 И И созегде М - максимальная взаимная индукция двух катушек, имеющая место при совпадении по направлению их магнитных осей.Решая уравнения (3) и (4), получаем для наводимых ЭДС следующее выражение:е(ц:е з (Яс+Е)зпЫ (ь)е И)=-Е соз(ЯВ 8)з 4 тзш 1где Е Как, видно, сигналы 1 (с) и 12 представляют собой еинусоидальные980249 напряжения с высокой опорной частотой ш , моделированные по амплитудепо синусоидальным и косинусоидальнымзаконам с низкой частотой Я и фазойО, равной углу, поворота ротора СКВТ2. После выделения из сигналов(с)и 1(с) низкочастотной огибающей,производимой на демодуляторах 3 и 4,на выходные клеммы 5 и 6 фазовращате.ля поступают гармонические сигналы,сдвинутые по фазе на угол 8 по отношению к исходному синусоидальномуТаким образом, замена электромеха-, нического СКВТ электронными блоками перемножения позволяет предлагаемому фазовращателю работать с любым промышленно выпускаемым генератором электрических синусоидальных колебаний и тем самым расширить его функциональные возможности. Поскольку в предлагаемом фазовращателе устранен зел с непрерывно вращающимися частяу него, по сравнению с известным, повышается также и надежность в работе. формула изобретения 1. управляемый инфранизкочастотный фазовращатель с двумя выходами, сигналы на которых отличаются по фазе на угол Я /2, включающий генератор опорного напряжения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор с двумя статорными и двумя роторными обмоткамИ с взаимноперпендикулярными агнитными осями, один из двух кой-цов каждой из которых соединен с общейшиной, и два демодулятора, сигнальные входы которых соединены поотдельности со свободными концамироторных обмоток трансформатора,коммутирующие входы - с выходом генератора опорного напряжения, а выходы%с выходными клеммами фазовращателя,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью, расширения функциональныхвозможностей и повышения надежностив работе, в него введены два блокаперемножения, выход каждого из которых соединен с одним из свободных 15 концов статорных обмоток трансформаора, первые входы блоков перемножения соединены с выходом генератораопорного напряжения, второй входодного иэ блоков перемножения соеди" 20 нен с входной клеммой фазовращателя,соединенной с источником синусо. идального сигнала, фаза которого подлежит изменению, а второй вход другого блока перемножения соединен с вто рой входной клеммой фазовращателя,соединенной с источником косинусоидального сигнала.2. Фазовращатель по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, чу он допол- ЗО нительно содержит блок формированиякосинусоидального сигнала, соединенный с входными клеммами фазовращателя. 35Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 547965, кл, Н 03 Н 7/18, 1977.2. Кисин Е.Н. Анализатор частотных характеристик линейных автоматических систем. "Приборы и системы управления", 1979, 9 5, с. 16"18.980249 Составитель В.Афанасьевор П. Макаревич Техред Е.Харитончик, Корректор Ре Вака илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 379/46 Тираж 959 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра