Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике Работа сельсинов в трансформаторном режиме.С помощью сельсинов, работающих в трансформаторном режиме, можно преобразовать угол рассогласования в эквивалентное ему переменное напряжение. На рис. XVI.31 показан сельсинный преобразователь, состоящий из сельсина-датчика и сельсина-трансформатора. Сельсин-трансформатор возбуждается тремя переменными фазовыми напряжениями сельсина-датчика и создает переменное напряжение, у которого амплитуда пропорциональна углу рассогласования между положениями оси датчика и оси сельсина-трансформатора, а фаза зависит от направления или знака рассогласования. Переменное выходное напряжение с амплитудой и фазой, однозначно определяемыми углом рассогласования, снимается с однофазной обмотки сельсина-трансформатора, которая обычно соединяется со входом усилительного устройства.
Рис. XVI.31. Преобразователь угла рассогласования, составленный из сельсина-датчика и сельсина-трансформатора Предполагая одинаковые параметры сельсина-датчика и сельсина-трансформатора, сделаем качественную оценку работы измерительной системы. Для определения выходного напряжения, выраженного через параметры сельсинов, можно использовать систему уравнений (XVI.20), учитывая при этом отсутствие напряжения возбуждения на однофазной обмотке приемника. Для трансформаторного режима уравнения (XVI.20) принимают вид
Так как выходная обмотка сельсина трансформатора нагружена некоторым сопротивлением
Следовательно, выходное напряжение сельсина-трансформатора
где
Определим выходное напряжение сельсина-трансформатора для случая синхронного поворота, когда
Если сопротивление нагрузки
Выражение (XVI.376) позволяет сделать следующее заключение. Выходное напряжение сельсинного преобразователя при угле рассогласования Кроме того, выходное напряжение преобразователя, как показывает формула (XVI.376), не изменяет свою фазу, если изменяется знак рассогласования. Это также не позволяет использовать такой сельсин-трансформатор в следящих системах, где изменение знака угла рассогласования Указанные недостатки легко устранить, если угол рассогласования 0 отсчитывать от направления, перпендикулярного первому. Для этого необходимо ротор сельсина-трансформатора повернуть на 90° в положение, при котором оси его фазовых обмоток будут перпендикулярны осям одноименных обмоток сельсина-датчика. Подобное изменение отсчета и поворот ротора соответствуют подстановке в уравнение (XVI.376)
Если теперь (XVI.38) показывает, что выходное напряжение имеет искаженную синусоидальную форму вследствие того, что в знаменателе имеется член График изменения амплитуды выходного напряжения в зависимости от изменения угла рассогласования (рис. XVI.32) показывает, что в пределах одного оборота ротора сельсина-трансформатора существуют два положения равновесия, при которых выходное напряжение
Рис. XVI.32. График изменения амплитуды выходного напряжения сельсина-трансформатора при изменении угла рассогласования Однако одно положение при График, приведенный на рис. XVI.32, показывает, что некоторому минимальному сигналу можно определить по уравнению (XVI.38), полагая С учетом этого замечания получим
Передаточная функция и структурная схема сельсинов, работающих в трансформаторном режиме. На основании выражений (XVI.38) и (XVI.39) для выходного напряжения сельсина-трансформатора и крутизны выходного напряжения при малых углах рассогласования, которые обычно имеют место в следящих системах, можно написать
где
Рис. XVI.33. Структурная схема измерительного устройства, составленного из сельсина-датчика и сельсина-трансформатора Так как
то выражение (XVI.40) можно переписать в виде
Применяя преобразование Лапласа к уравнению (XVI.41), получим
Уравнение (XVI.42), записанное в изображениях, определяет передаточную функцию сельсинов, работающих в трансформаторном режиме. В соответствии с выражением (XVI.42) сельсинную измерительную систему можно представить в виде структурной схемы, показанной на рис. XVI.33. Влияние скорости на точность преобразования угла рассогласования. Для точности следящей системы имеет большое значение погрешность самого сельсинного преобразователя, состоящего из сельсина-датчика и сельсина-трансформатора. Точность следящей системы не может быть более высокой, чем точность устройства, преобразующего ошибку следящей системы. Погрешностью сельсинного преобразователя называется напряжение на выходной обмотке сельсина-трансформатора при угле рассогласования, равном нулю. Погрешности могут вызываться различными причинами и в зависимости от этого носят статический или динамический характер. Статическая погрешность может вызываться несинусоидальностью кривой взаимоиндукции между однофазной и трехфазной обмотками, несимметрией фазовых обмоток сельсина, выражающейся в неодинаковом числе витков в фазах вторичной цепи, в наличии короткозамкнутых витков и т. п. Динамическая погрешность возникает в сельсинном преобразователе из-за того, что Влияние скорости на точность преобразования угла рассогласования может быть установлено путем использования следующего выражения [16]:
где
При выводе выражения (XVI.43) было принято сопротивление нагрузки
определяет амплитуду напряжения погрешности, а формула
найденная из того же выражения, определяет фазу напряжения погрешности по отношению к напряжению возбуждения. Фаза напряжения погрешности относительно фазы выходного напряжения сельсина-трансформатора может быть найдена путем сопоставления выражений (XVI.43) и (XVI.38) и оказывается равной
Уравнение (XVI.44) показывает, что амплитуда напряжения погрешности с увеличением скорости возрастает, причем в области малых скоростей почти по линейному закону, и только в области скоростей, приближающихся к синхронной, возрастание амплитуды замедляется. Наличие фазы в напряжении погрешности по отношению к выходному напряжению сельсина-трансформатора обусловливает существование двух составляющих напряжения погрешности, одна из которых совпадает по фазе с напряжением полезного сигнала (синфазная составляющая), а вторая сдвинута на 90° относительно полезного сигнала (квадратурная составляющая). Составляющие напряжения погрешности легко получить из выражения:
или
где В правой части уравнения (XVI.46) составляющая
Рис. XVI.34. Схема следящей системы с точным и грубым каналами: С — синхронизатор; УУ — управляющий усилитель; ИД — исполнительный двигатель Выражения (XVI.45) и (XVI.46) показывают, что с увеличением скорости Напряжение погрешности, обусловленное скоростью вращения, может быть существенно снижено по амплитуде для заданного диапазона скорости, как это видно из уравнения (XVI.44), если увеличить частоту источника питания сельсинов. Повышение точности преобразования угла рассогласования. Обычно допустимая величина угла рассогласования в следящей системе в сравнении с собственной ошибкой сельсинов, составляющих преобразующее устройство, очень мала. Это означает, что при углах рассогласования, не выходящих за пределы собственной ошибки сельсинов, выходное напряжение Поэтому в следящей системе с преобразующим устройством, составленным из сельсина-датчика и сельсина-трансформатора, валы которых сцеплены с входным и выходным звеньями передачей Сельсины-датчики грубого и точного отсчета (ДГ и ДТ) связаны между собой через редуктор с передаточным числом Входной вал, поворачиваясь на угол Если управление исполнительным элементом и выходным валом осуществляется поточному каналу, то в результате отработки введенного угла ротор сельсина-трансформатора точного отсчета СТТ будет повернут на угол, отличающийся от
Это означает уменьшение погрешности в При введении повышающей передачи система приобретает и некоторые отрицательные свойства, основным из которых является потеря самосинхронизации. Так как между сельсином-трансформатором грубого канала СТГ и сельсином-трансформатором точного канала СТТ имеется механическая связь через редуктор с передаточным числом вращения, а остальные Следовательно, система, работающая по точному каналу, в пределах одного оборота входного вала или грубого канала не обладает свойством самосинхронизации, поскольку она может занимать Для устранения ложных нулей и обеспечения самосинхронизации предусматривается грубый канал преобразования, а также возможность переключения следящей системы с точного канала на грубый. Переключение происходит в те моменты, когда угол рассогласования в следящей системе достигает величин, недопустимых с точки зрения возможности попадания в один из ложных устойчивых нулей. Устройство, переключающее систему с точного на грубый канал и обратно, называется синхронизатором или селектором сигналов точного и грубого отсчетов. Следящие системы, имеющие точный и грубый каналы, называются двухканальными или двухскоростными. Таким образом, введение повышающей передачи означает увеличение крутизны выходного напряжения сельсина-транс-форматора и, следовательно, увеличение точности преобразования. Чем больше передаточное число Следует, однако, отметить, что в практических условиях чрезмерное увеличение передаточного числа Приходится также учитывать собственную погрешность механических передач, вызываемую люфтом, упругими деформациями, кинематической ошибкой зубчатых зацеплений и возрастающую с увеличением Чрезмерное повышение передаточного числа затрудняет синхронизацию, так как время, в течение которого должно быть выполнено переключение с точного канала на грубый, с увеличением
|
1 |
Оглавление
|