Для дистанционной передачи углов поворота широко используют следящие системы с сельсинами, вращающимися трансформаторами (ВТ) или круговыми потенциометрами. На рис. 1.5 приведена простейшая схема следящего привода, выполненная на сельсинах в трансформаторном режиме.
Ротор сельсина-датчика СД жестко связан с входным звеном и имеет однофазную обмотку. В обмотке ротора 2 СП наводится ЭДС, пропорциональная синусу угла рассогласования q=qД-qП. Возникающее напряжение рассогласования DU подается через усилитель на управляющую обмотку двигателя 3,
который через редуктор 7 поворачивает ротор 2 до согласованного положения (aД@aП, DU»0). Для стабилизации работы системы в схему включен тахогенератор 4, который жестко связан с валом двигателя 3 и создает на потенциометре П напряжение пропорциональное скорости вращения выходного вала. Это напряжение по фазе противоположно напряжению рассогласования DU. Тем самым осуществляется отрицательная обратная связь по скорости движения сервомеханизма.
В этой схеме имеются нелинейности из-за наличия зон насыщения характеристики усилителя, люфтов в передаче, трения в кинематических парах, нелинейных характеристик асинхронных двигателей и т. д.
Структура усилителя переменного тока, включающего в себя каскады предварительного усиления, демодулятор, фильтр, последовательное и параллельное корректирующее устройство, модулятор, предусилитель мощности и выходной усилитель, известна из курса ЭСАУ.
Широкое применение нашли следящие системы, силовая часть которых выполнена на базе использования транзисторов и исполнительных двигателей постоянного и переменного тока. На рис. 1.6 изображена принципиальная схема электрического следящего привода (ЭСП) с транзисторным усилителем мощности и двигателем постоянного тока независимого возбуждения.
Основой силовой части системы является мост, состоящий из четырех транзисторов ПТ1, ПТ2, ПТ3, ПТ4, в диагональ которого включен ИД. При отсутствии напряжения на выходах Вых1-Вых2 усилителя (относительно "земли") все транзисторы закрыты, и мост находится в равновесии. При подаче отрицательного сигнала, например, с выхода Вых1 усилителя на базу транзистора ПТ3 последний становится проводящим. Вследствие этого база транзистора ПТ1 приобретает положительный потенциал и он запирается. В то же время благодаря гальванической связи коллектора транзистора ПТ3 с эмиттером транзистора ПТ2 через диод Д1 и сопротивление обмотки якоря двигателя ИД эмиттер транзистора ПТ2 приобретает положительный потенциал. Из-за смещения создаваемого резистором R5 транзистор ПТ2 открывается. Таким образом, по цепи транзистор ПТ3–диод Д1–ИД–транзистор ПТ2 начинает протекать ток. На якоре ИД возникает вращающий момент, и Ид начинает вращать ОР в сторону уменьшения угла рассогласования. При наличии на выходе усилителя напряжения противоположного знака работают транзисторы ПТ4 и ПТ1 и вращение якоря ИД происходит в другую сторону. Назначение диодов Д1 и Д2 состоит в том, чтобы, используя нелинейный характер их характеристик, препятствовать одновременному открытию транзисторов ПТ1 и ПТ3 или ПТ2 и ПТ4, что может привести к короткому замыканию схемы и выходу из строя транзисторов.
Схема усилителя может быть построена таким образом, что ток, протекающий по якорю ИД, будет пропорционален управляющему напряжению. В этом случае осуществится непрерывное регулирование привода. Однако в этом режиме работы усилителя на транзисторах выделяется большое количество тепла, что не позволяет при наличии существующих типов создавать сервопривод мощностью более 100 Вт – 150 Вт.
Наиболее прогрессивным способом управления силовой частью (СЧ) усилителя в смысле лучшего использования триодов является применение метода широтно-импульсной модуляции. В этом случае напряжение сигнала рассогласования преобразуется в серию управляющих импульсов, длительность которых пропорциональна рассогласованию. Максимальное значение импульса постоянно и выбирается таким образом, чтобы обеспечить максимально допустимый ток транзистора. Таким образом, регулируется необходимое среднее значение тока в цепи двигателя и в то же время обеспечивается минимальное
выделение мощности на полупроводниковом приборе.
При использовании ШИМ управления с применением транзисторов могут быть
разработаны ЭСП мощностью несколько киловатт.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.