для измерения угловых перемещений. Оио включает трансформаторы датчик ТС и приемник ТЕ (рис. 10.4). Для обеспечения симметричности нагрузки трансформаторов, т. е. для снижения погрейиостей измерений, вносимых ими, вторая обмотка статора ТС замыкается накоротко, а обмотка ТЕ, перпеи-

или устройства, формирующие сигналы, пропорциональные производным или интегралам от ошибки и изменяющие динамику следящего привода.

Преобразование переменного тока в постоянный необходимо при использовании измерительных устройств переменного тока

Рис. 10.3. Электрическая схема двухотсчетиого измерительного устройства па сельсинах (а) и

схема нх включения (б).

дикуляриая выходной, остается разомкнутой. Иногда для этих целей производится специальное симметрирование (первичное или вторичное) [ 10.3], осуществляемое соотаетствеиио включением резисторов в цепь второй обмотки статора или в обе обмотки ротора ТС, позволяющее исключать составляющие магнитных потоков, искажающих ЭДС генератора. Погрешности трансформаторов обычно ие превышают единиц угловых минут, и поэтому они ие используются в точных одноотсчет-иых измерительных устройствах.

Рис. 10.4. Электрическая схема измерительного устройства на вращающихся трансформаторах.

Выходное напряжение измерительного устройства с СКВТ, как и в сельсиииом устройстве, определяется по (10.3).

Преобраауюш/ее устройство UR служит для преобразования сигнала ошибки, необходимого для использования его в схеме следя- щего электропривода. В следящих приводах с измерителями переменного тока и двигателями постоянного тока UR преобразует сигнал ошибки переменного тока в сигнал постоянного тока. В дискретных следящих приводах с даигателями постоянного тока UR преобразует цифровой сигнал ошибки в сигнал постояииого тока. В UR используются также дополнительные устройства, например фильтры, снимающие различные искажения я помехи в сигналах опшбок.

(сельсинов и вращающихся трансформаторе ) в следящих электроприводах с двигателями постоянного тока. В этом случае преобразующее устройство преобразует сигнал переменного тока определенной фазы в сигнал постоянного тока соответствующей ей полярности. Такие преобразующие устройства на-зывактся фазочувствительиымн выпрямителями (ФЧВ). В следящих электроприводах с усилителями переменного тока ФЧВ используются для преобразования сигнала переменного тока (после усилителя) в сигнал управления постояииого тока и называются демодуляторами. ФЧВ (демодуляторы) строятся на базе различных схем с одно- и двухполу-периодным выпрямлением, осуществляемым диодами и триодами (ламповыми и полупроводниковыми). В свое время наибольшее распространение получили мостовые и колык-вые схемы (рис. 10.5). В ФЧВ (демодуляторах) производится сравнение вторичных напряжений входного трансформатора Т2 (сигнал ошибки) вха и питающего трансформатора Т1 (напряжение питания) и с учетом их фаз. В мостовой схеме (рис. 10.5, а) выходные выпрямленные напряжения складываются иа двух одияаковых нагрузочных резисторах и- При отсутствии входного сигнала (Ивх = 0) токи нагрузки, протекающие под действием Ид . равны и соответствуют току исходного состояния. Таи как они направлены навстречу, то выходное напряжение отсутствует: вых = (*1 - k) X /?и = 0. При определенной фазе вх напряження Un2 и Ывха в верхнем плече моста с диодом VI складываются, а в нижнем - с диодом V2 - вычитаются. При этом выпрямленный ток в нагрузке ii увеличивается а (2 уменьшается. Тогда

i = fl/?H~ n3+MBx ;

S 10.П

Элементы позициотых и следящих электроприводов

Прв uu-gji напряжение на выходе ФЧВ будет

ввых = 1-И ~ + 2Ивх .

При противоположной фазе вх напряже-няя и Ывх2 будут складываться иа диоде V2, увеличивая ток tj, и вычитаться на диоде

Такие преобразуюпше устройства называют усилителями-демодуляторами. Мостовая схема с транзисторами показана иа рис. 10.6. Она осуществляет однополупериодное выпрямление транзисторами Vfl и VT2. Диоды VD1, VD2 исключают пропускание обратных коллекторных токов транзисторов. Работает

Рис 10.5. Мостовые (а) и кольцевые (б) схемы фаэочувствительных выпрямителей (демодуляторов).

VI, уменьшая на нагрузке

ток 1. Тогда напряжения

Ц.~Ип!1 + Ивх .

и выходаое напряжение изменяет полярность

вых = 1 - в - 2 BX .

В кольцевой схеме (рис. 10.6, б) выходное напряжение образуется на одаом выходном резисторе R. Полярность н величина

схема аналогично схеме с диодами. При вхм ~ состояния транзисторов одинаковы и нх коллекторные токи в нагрузке равны. ,что обеспечивает Ивых = (м - кг) Rn = 0. <gj55 с фазой ф1 при полярностях вя н nsi показанных на рис. 10.6. а, повышает .проводимость транзистора VT1 и снижает проводимость VT2. При этом повышается ток <и, снижается ток 1 и появляется выходное напряженне Ивых == (ki - к ) = = iuRs- При противоположной фазе u

vri т

Рис. 10.6. Мостоваи схема демодулятора с транзисторами (а) и зависимости токов и аапряжеиий

иа выхояе (б).

напряжения определяются фазами н значениями и Ubx2- в частном случае при и > > 2 ых и фазах, показанных на рис. 10.6, б, Ивых = Мвх2. а при противоположной фазе Ивых = -txt [10.29].

в схемах фчв широко используются транзисторы, которые одновременно с выпрямлением усиливают сигналы управления.

наоборот - снижается повышаетсн и выходное напряжение меняет полярность вых = (к1 - ка) Ли = ии- Приведенные схемы фчв позволяют, как это показано в схеме рис. 10.6, использовать сигнал ошибки как переменного и, так и постоянного Ивх токов, а также вести управление с одновременным действием обоих сигналов, когда

сигнал Ubx является сигналом местной обратной связи.

Широкое распространение получили ключевые ФЧВ (демодуляторы), выполняемые с одно- и двухполупериодным выпрямлением {10.30}. В однополу пер йодных демодуляторах, приведенных на рис. 10.7, транзисторы работают в ключевых режимах, т. е. открываются и закрываются в отдельные полупериоды напряжения питания и , являющегося напряжением коммутации ключей S1 и S2.

Достоинствами ключевых демодуляторов являются высокий коэффициент преобразования управляющего сигнала, высокий КПД (малое потребление энергии), малые массы и габариты, высокое быстродействие и долговечность. Однако параметры транзисторов в них сильно подаержены влиянию температуры

При использовании в схемах следящих электроприводов промежуточных усилителей переменного тока входной сигнал управле-

% гл 3jc ы

Рис. 10.7. Схемы ключевых модуляторов; однополупериодиая о реостатно-емкостным выходом (а) и двухполупернодная с трансформаторным выходом (в), их упроонные эквивалентные схемы (б. г)

и форма выходных напряжений (о).

Это напряжение может быть прямоугольной или синусоидальной формы. Встречно-последовательное включение даух транзисторов позволяет получить так называемые компенсированные ключи, обеспечивающие частичную или полную компенсацию источников помех и снижение остаточного тока закрытого тоанзистора. При открытых транзисторах Кн подключается последовательно с входным сигналом Ubxi через цепи эмиттер - коллектор. Коммутирующее напряжение Ипз подается в цепь эмиттер - база (прямое включение) или коллектор - база (инверсное включение). Демодуляторы с прямым включением транзисторов имеют меньшую чувствительность, но более экономичную цепь коммутации, поэтому они применяются в цепях после усилителя, где усиленный сигнал управления значительно превышает остаточные токи и напряжения транзисторов. Демодуляторы с инверсным включением транзисторов имеют большую чувствительность и используются как ФЧВ после измерительного элемента, где сигналы управления имеют меньшие значения.

Зависимость выходаого напряжения ключевых демодуляторов, как и в других схемах, определяется коэффициентом преобразования ka и имеет линейный характер:

ых=АнИ х-

ния постоянного тока определенной полярности с измерительного элемента или после ФЧВ преобразуют в сигнал переменного тока определенной фазы. Это делают преобразующие устройства, называемые модуляторами. В схемах следящих электроприводов применяютси различные одао- и даухполу-периодаые модуляторы о использованием диодов, электронных ламп и транзисторов {10.29]. Схемы их идентичны схемам демодуляторов. Наибольшее распространение получили схемы модуляторов с транзисторными компенсированными ключами: одаополу-периодная с резисторно-конденсаторным выходом (рис. 10.7, о) и двухполупериодаая с трансформаторным выходом (рис. 0.7, в), где также показаны их упрощенные эквивалентные схемы (рис. 10.7, 6 и г). При замыкании и размыкании ключей с частотой коммутационного напряження (иц) на выходе модулятора с резисторно конденсаторным выходом образуется последовательность прямоугольных импульсов выходного напряжения с амплитудой 1 и скважностью 0,6 (рис. 10.7, д). Такая же последовательность получается и в схеме с трансформаторным выходом при оптимальном коэффициенте трансформации выходного трансформатора

*х.с