В. м. паршинг«д1гзиг1

22 ИО 6 О П И С А Н И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеслублинЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 22 ЛХ.1966 ( 102883/25, 21 с, 46/О 1 ЧП 6 05 дД 62-522-523.2(088.8) 1 орите Номитет йо деламобретений и открыткой публиковано 01.И 1.1968. Бюллетеньсвете Министр СС.СР бликования описания 11.Х,1968 ата Авторыизобрстени ПАРЕЦ аявител СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ СЕРВОПРИВОДОМс присоединен ем заявкиИзвестны системы управления гидравличе.ским сервоприводом с проточными полостями рабочего цилиндра, управляемого поворотным золотником, использующие магнитосоленоидные элементы поворотного типа.5Предложенная система отличается от известных тем, что обмотки управляющей секции статора силового магнитосоленоидного элемента подключены к общей автоматической системе объекта, производящей взаимопротивопо ложные изменения токов в этих соленоидах в зависимости от величины и знака вырабатываемого в системе управляющего электрического сигнала, а соединенные последовательно друг с другом обмотки фиксирующей сек ции статора силового магнитосоленоидного элемента подключены к аварийному источнику постоянного тока; причем последовательно с каждым из соленоидов управляющей секции включено по одной обмотке двухобмоточ ного электромагнитного реле, нормально замкнутая пара контактов которого включена в цепь соленоидов фиксирующей секции, последовательно с которыми включена также сигнальная лампа, шунтированная резистором. 25Предложенная система обеспечивает как автоматическое, так и ручное управление положением золотника сервопривода, обладает более строгой термокомпенсацией, устойчивостью против перегрузок и обеспечивает фик сацию положения сервопривода при обесточивании основной системы.На чертеже представлена принципиальная схема системы управления гидравлическим сервоприводом.Во входной (золотниковой) камере 1 размещен двухсекционный силовой магнитосоленопдный элемент, состоящий из пары соленоидов 1, - 1", 1 - 1," и постоянного магнита-ротора 2, имеющего форму прямого бруска (для удобства изображения они вынесены из этой камеры),Постоянный магнит-ротор 2 закреплен на оси золотника 3 так, что его центр тяжести находится на этой оси, а две из боковых граней перпендикулярны к ней. Вместе с золотником д и его осью постоянный магнит-ротор 2 образует поворотный якорь системы. Для снижения момента сил трения в опорах оси якоря до возможного минимума в них (опорах) используются подшипники качения.Принадлежащие статору силового магнитосоленоидного элемента соленоиды 1. 1", 1, 1,." относительно якоря закреплены неподвижно в корпусе сервопривода так, что их геометрические оси лежат в плоскости, проходящей через центр тяжести магнита 2 перпендикулярно оси якоря, на одинаковых (несколько меньших половины длины магнита) расстояниях от этой оси и перпендикулярны литпш,3проходящей через центры торцовых (полюсных) граней магнита при его положении, соответствующем нейтральному( нулевому) положению золотника Х При этом между обращенными к полюсам магнита 2 торцами соленоидов и соответствующими гранями этого магнита при нулевом положении якоря образуются равные друг другу зазоры, разрешающие последнему поворачиваться в обе стороны от нейтрального положения в потребных для его нормальной работы пределах.Пара соленоидов Ь, - У" вместе с постоянным магнитом-ротором 2 образует первую - управляющую секцию силового магнитосоленоидного элемента, используемую для поеобразования сигнала, вырабатываемого электри. чсской частью автоматического регулятора, в соответствующие этому сигналу перемещения управляющего золотника гидравлического ссрвопривода.Вторую фиксирующую секцию этого элемента образует пара соленоидов Ы - 1." вмесге с тем же самым постоянным магнитом-ротором 2. Зта секция используется для фиксации управляющего золотника сервопривода в нейтральном положении при обесточивании первой секции и для отклонений его от этого полоькения при ручном управлении работой гидравлического сервопривода.Соленоиды, принадлежащие одной паре, делаются идентичными как по всем конструктивным параметрам, так и по условиям теплообмена между их обмотками и окружающей средой, Зто позволяет сделать плечи статора каждой секции силового магнитосоленоидного элемента симметричными и, тем самым, практически полностью устранить влияние изменений температуры окружающей среды на статическую точность реверсмеханизма,Для устранения влияния на статическую точность системы линейных механических перегрузок делается симметричным и его поворотный якорь.В описываемой системе используется двух- обмоточное электромагнитное реле 4 с одной парой нормально замкнутых контактов, питание которого производится токами, протекаю. щими в первой секции силового магнитосоленоидного элемента для сохранения симметрии плеч статора первой секции силового магнитосоленоидного элемента.Работает описываемая система следующим образом,При автоматическом управлен и и. Поступающие с выхода электрической части автоматического регулятора токи 1 и 1"/ протекают соответственно через соленоиды 1., и 1.," и включенные последовательно с ними обмотки реле 4, что обеспечивает удерживание контактов 5 этого реле в разомкнутом состоянии. Благодаря этому цепь включенных последовательно друг с другом и с лампой 6 со. леноидов Е и Ь" оказывается обесточенной, и вторая фиксирующая секция силового магнитосоленоидного элемента в работе системы не участвует. Это препятствует возникновению помех с ее стороны работе первой секции.Направления токов в соленоидах Ь, и 1.1"задаются такими, чтобы магнитные поля каж 5 лого из них, взаимодействуя с полем постоянного магнита 2, производили отталкивание отсоответствующих торцов этих соленоидов тогополюса (на чертеже полюса М) постоянногомагнита, который находится около каждого из10 этих торцов. Вследствие этого магнит 2 всегдазанимает такое положение, при котором поворачивающие его моменты, создаваемые названными силами отталкивания, уравновешивают друг друга.15 При идентичности соленоидов 1., и 1," дляслучая равенства токов 1, и 1. (равенства нулюразности этих токов) равновесное положениемагнита 2 будет таким, при котором расстояния от полюса до соответствующих торцов20 каждого из соленоидов 1 и 1,1" будут равныодно другому. Систему выполняют такой, чтобы при этом связанный с магнитом 2 осьюякоря системы управляющий золотник 3 сервопривода занимал нейтральное (нулевое) по 25 ложение, обеспечивающее равенство друг другу гидравлических сопротивлений на входе вполости П и П" рабочего цилиндра б гидравлического сервопривода. При равенстве определяемых жиклерами Ж и Ж" гидравличеЗО ских сопротивлений на выходе из полостей Пи П" это обеспечит, как известно, равенстводавлений рабочей жидкости в этих полостях,обусловливающее уравновешенность действующих на поршень сервопривода сил и таким обЗ 5 разом неподвижность этого поршня и связанного с ним штока,Можно достаточно просто осуществить изменение под воздействием управлявшего электрического сигнала каждого из токов 1, и 1240 на одну и ту же величину Л 1 в противоположных направлениях так, чтобы между ними возникла разность, равная 2 41./ //Для этого, в частности, соленоиды 1, и 1.,могут быть включены в качестве нагрузок в45 разные плечи двухтактного магнитного усилителя дифференциальной или мостовой схемыс выходом на постоянном токе, на вход которого воздействует управляющий сигнал. В этомслучае, как известно, при отсутствии управля 50 ющего сигнала на входе усилителя токи в одинаковых нагрузках его плеч (в соленоидах Е,и 1") будут равны друг другу (что, как былосказано выше, обеспечит нулевое положениезолотника 3 и неподвижность поршня серво 55 привода), а при появлении такого сигнала бу.дут изменяться в противоположных направлениях на одну и ту же величину Л 1, абсолют.ное значение и знак которой и, следовательно,абсолютное значение и знак разности 2 Л 160 между токами в нагрузках плеч усилителя определяется абсолютным значением и знакомуправляющего сигнала,При возникновении вызываемое действиемуправляющего сигнала и ему соответствующей65 разности 2 Л 1 между токами 1, и 1. в согласии с их изменениями будут изменяться напряженности магнитных полей соленоидов 1., ц 1. " и, следовательно, величины отталкивающих сил, действующих с их стороны на магнит 2, Вследствие этого равновесное положе. ние магнита 2 будет изменяться таким образом, что его полюс, на который действуют отталкивающие силы будет смещаться к торцу того из соленоидов, ток в котором уменьшается, Соответствующий этому смещению поворот золотника 3 от его нулевого положения вызовет нарушение равенства между гидравлическими сопротивлениями на входе в полости П и П" цилиндра сервопривода, что при неиз. менности гидравлических сопротивлений на выходе из этих полостей приведет к возникновению неравенства давлений рабочей жидкости в них, обусловливающего появление разцостной силы давления на поршень сервопривода, вызывающей соответственно направленное его перемещение до тех пор, пока золотник 3 не будет установлен в нулевое положение или поршень не достигнет своего конструктивно определяемого крайнего положения.Таким образом, через посредство описываемой системы осуществляется однозначнчя связь между вырабатываемым в канале автоматического управления электрическим сигналом и перемещениями (точнее, величиной и направлением скорости перемещения) поршня гидравлического сервопривода.Как следует из изложенного, преобразование управляющего электрического сигнала в соответствующие ему механические перемещения золотника гидравлического сервопривода в описываемой системе осуществляется при возникновении разности токов, протекающих через соленоиды У., и Ь,", что указывает на дифференциальность схемы этой системы. Вследствие этого оказывается достаточным обеспечить лишь симметрию плеч, чтобы полностью устранить влияние на его статическую точность таких факторов, как изменение температуры окружающей среды и действие линейных механических перегрузок.В самом деле, если плечи статора будут симметричными, что обеспечивается идентичностью соленоидови 1.", а также включенных последовательно с ним обмоток реле 4 как по их конструктивным параметрам, так и по условиям теплообмена между ними и окружающей средой, то при изменении температуры последней и равенстве токов в плечах и, следовательно, приложенных к ним напряжений, что будет иметь место при равенстве нулю управляющего сигнала, в равной мере будут изменяться температура и, следовательно, активное и полное сопротивление как одного, так и другого плеча, что в свою очередь обусловит равенство изменений токов в них. Очевидно, что при этом разность токов в соленоидах 1. и ," будет оставаться равной нулю, а якорь системы будет сохранять нулевое положение.Иначе говоря, в случае обеспечения сим 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 метрии плеч статора описываемой системы нулевому управляющему сигналу прц всех изменениях температуры окружаюцсй среды будет соответствовать нулевое положение якоря этой системы, что и определяет возможность об спечения независимости ее статической то ности от температуры внешней среды,Независимость статической точности сцс гсмы от действующих на цее лццсйцых механических перегрузок достигается за счет осе. симметричности ее якоря, прц которой разнос масс составляющих этот якорь деталей (магнита 2, золотника 3 и валцка-осц, цх соединяющего) относительно осц его вращецця оказывается равномерным и обеспечивает его статическую уравновешенность. В результате этого поворачивающие якорь моменты инерционных сил, действующих прц лццсйцых механических перегрузках на его плечи, расположенные по разные стороны от осц, оказываются всегда взаимно скомпенсцровацнымц ц нс могут отклонить якорь от положения, соответствующего действующему в данный момент (и том числе и нулевому) управляющему сигналу.Разумеется, при таком устройстве якорь описываемой системы оказывается чувств- тельным к инерционным моментам, возццкаощцм при действии на него угловых ускорений, векторы которых имеют составляющие, параллельные осц якоря. Однако практически ако го рода ускорения цз-за цх малой величины и непродолжцтельностц действия цс способны явиться причиной сколько-нибудь существенных отклонений от нормы в работе системы.Таковые особенности описываемой системы, обусловливающие возможность полуения практически полной независимости его статической точности от таких факторов, как изменение температуры окружающей среды ц действие на него механических перегрузок.Существует еще одна причина, способная влиять на статическую точность рассматрцвасмой системы. Состоит оца в том, чо на его намагниченный якорь могут действовать в;сшние магнитные поля, в том числе ц мачштцое поле Земли. Однако эта причина легко устраняется сведением практически к пулю напряженности внешних магнитных полей в зоне расположения силового магнцтосоленоцдцого элемента путем окружения этой зоны замкцутым экраном цз материала с высокой магнитной проницаемостью.Прц автофиксацци ц ручном уцр а вл енин, Описываемая система осуществляет автоматическую фиксацию поршня гидравлического сервопривода прц обесточивании обмоток реле 4, включенных последовательно с соленоидами Е и Ь,", что может быть как следствием выхода из строя электрической ча. сти регулятора или источника ее питания, так и специально предусмотрено программой работы системы автоматического управления.При обесточивании обтомок реле 4 происходит отпускание его якоря, что вызывает замыкание до того разомкнутой пары контактов 5, 2211065 10 15 В результате этого цепь соединенных последовательно друг с другом и с сигнальной лампой 7 соленоидов Е 2 и Е 2" оказывается замкнутой и через нее от аварийного источника питания, к которому она подключена, начинает проте кать ток. Соленоиды Л и 1,2" соединены друг с другом и подключаются к аварийному источ. нику постоянного тока так, чтобы магнитные поля этих соленоидов, создаваемые протекающим через них током, производили отталкива ние соответствующего полюса магнита 2 (полюса 5) и в результате этого обеспечивали установку и удерживание якоря системы в равновесном положении, при котором поворачивающие якорь вокруг его оси в противоположных направлениях моменты действующих на него отталкивающих сил становятся одинаковыми по величине и взаимно уравновешиваются. Закрепление соленоидов Ли Е " в корпусе сервопривода производят так, чтобы обеспечиваемое ими равновесное положение якоря системы соответствовало нулевому положению управляющего золотника 3, при котором, как уже указывалось, разностная сила давлений рабочей жидкости на поршень сервопривода оказывается равной нулю, что и обсспечиваег прекращение его перемещения (его фиксацию в положении, близком к тому, которое он занимал в момент обесточивания соленоидов 1 и Л,").Для сигнализации о срабатывании реле 4 в сторону переключения системы на фиксацию управляющего золотника д в нулевом положении в цепь соленоидови Е" включена лампа 7, шунтированная резистором Я . Последний служит для исключения разрыва цепи названных соленоидов в случае перегорапия этой лампы.После се загорания перестановка поршня гервопривода и связанного с ним регулирующего органа системы в любое требуемое положение (ручное электрическое управление) производится путем шунтирования одного из соленоидов Лили 1." соответственно резистором Р" или Я, осуществляемого замыканием центрального контакта нажимного трех- позиционного тумблера 8 с одним из его боковых контактов. При этом ток в незашунтированном соленоиде увеличивается, а в зашунтированном уменьшается, Первое происходит из-за уменьшения общего сопротивления цепи соленоидов Л 2 и Е" при шунтировании одного из них, а второе - вследствие того, что через зашунтированный соленоид течет только часть всего тока, другая часть которого направляется через шунтирующий резистор. Согласно вызываемым таким образом изменения токов в соленоидах Л., и 1.2" изменяются напряженности магнитных полей последних, что ведет к смещению равновесного положения полюса магнита 2, на который они действуют, в сторо 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ну соленоида с меньшим током. В результате происходящего при этом поворота якоря системы золотник 3 отклоняется от его нулевого положения, обусловливая возникновение раз. постной силы давлений рабочей жидкости на поршень сервопривода, производящей его пе. ремещение. Прекращение шунтирования соленоидов (установка центрального контакта тум блера 8 в исходную нейтральную позицию) по ведет к возвращению якоря системы в нулевое положение и к прекращению перемещения поршня сервопривода, Направление и величина этого перемещения определяется, очевидно, тем, какой из соленоидов (Еили У,.") и как долго будет шунтироваться. Предмет изобретения1, Система управления гидравлическим сер воприводом с проточными полостями рабочего цилиндра, управляемого поворотным золотником, с закрепленным на его оси и расположенным во входной камере сервопривода двухсекционным силовым магнитосоленоидным элементом, имеющим общий для обеих секций постоянный магнит-ротор, расположенные вне сервопривода двухобмоточное электромагнитное реле, трехпозиционный нажимной тумблер с подключенными к его боковым контактам резисторами, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения как автоматического, так и ручного управления положением золотника сервопривода, а также автоматической фиксации этого золотника в его нейтральном положении при обесточивании канала автоматического управления, обмотки управляющей секции статора силового магнитосоленоидного элемента подключены к общей автоматической системе объекта, производящей взаимопротивоположные изменения токов в этих соленоидах в зависимости от величины и знака вырабатываемого в системе управляющего электрического сигнала, а соединенные последовательно друг с другом обмотки фиксирующей секции статора силового магнитосоленоидного элемента подключены к аварийному источнику постоянного тока.2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения поочередной, исключаю. щей взаимные помехи работы управляющей и фиксирующей секций силового магнитосоленоидного элемента, а также обеспечения сигнализации об обесточивании соленоидов управляющей секции и необходимости в связи с этим перехода к ручному управлению, последовательно с каждым из соленоидов управляющей секции включено по одной обмотке двух- обмоточного электромагнитного реле, нормально замкнутая пара контактов которого включена в цепь соленоидов фиксирующей секции, последовательно с которыми включена также сигнальная лампа, шунтированная резистором.221106 На Юхан д варгас Составпгеть А. Кузин Техред Л, Я. Левина Корректор Н. Босняцкая Редактор Т. Павлова Заказ 2848/7 Тираж 530 Полисное1111 ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Центр, пр. Серова, д. 4 Типография, пр. Сапунова, 2