Способ преобразования угла поворота вала воздушного поворотного трансформатора в амплитуду переменного напряжения — SU 734501 (original) (raw)
ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскииСоциалистическиеРеспублик и 1 734501 Дополнительное к авт. свил-ву -М. Кл.2 601 В Н 02 К 8. 7 7 (21) 2 52347о делам изобретен Опубликовано 15,05,80, Ьюллетен З) УДК 62 ,314,24 (088.8) открыти ликования описания 18.05.8 ат 2) Автор изобретения Хайнацкий) Заявител(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТАВАЛА ВОЗДУШНОГО ПОВОРОТНОГО ТРАНСФОРМАТОРАВ АМПЛИТУДУ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ контрольноИзобретение относится к первичн го пульс ого напр во вторично сяпереме которого из угла поворот Недостаток известного способа пре образования, не позволяющий реализо высокие точностные характеристики В в различных аналого-цифровых преобр вателях перемещения, - малая величи амплитуды (напряжения) выходного с нала ВПТ, большая потребляемая мощ от генератора опорного напряжения, о ловленная низким (малым) входным с противлением первичной обмотки ВПТ дуктосина) и его малым коэффиииенто редачи по напряжению, что снижает э гетический коэЦициент полезного дей ствия ВПТ.Цель изобретения - повышение коэ фацяента преобразования. а азона иост бус(инм пе измерительной технике и может быть использовано в частности для автоматического измерения линейных и угловых перемещений.5Известен способ автоматического измерения перемещений при котором измеряемая величина (перемещение) предварительно за счет аналогового датчика угла преобразуется в один из параметров электрического сигнала, например ампли туду переменного напряжения, который затем за счет электронного измерительного устройства преобразуется в код, про порциональный измеряемому перемещени Е 11Недостатком способа является низкая точность измерения.Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ пре- то образования угла поворота валя воздушного поворотного трансформатора (ВПТ) (идуктосина) в амплитуду переменного напряжения, основанный на формировании обмотке ВПТ синусоидальрующего: поля;с частотой опоржения питающей сети, при этом й обмотке (ВПТ) индуктируетнное напряжение амплитуда меняется в зависимости от а ротора ВПТ )23 ГАМБСПоставленная цель достигается тем, что, в процессе формироващя в первичной обмотке трансформатора пульсирую щего поля производят квантование опорного синусоидального напряжения, формируют из полученного квантованного нанряжения опорные импульсы, изменяют.их полярность в направлении ступенчатого изменения амплитуды квантованного напряжения и полученной серией импульсов 1 О запитывают первичную обмотку трансформатора, а из измеренного на еговторичной обмотке импульсного напряжения выделяют низкочастотные гармоники, которые используют в качестве выходного на Б пояжени я.На чертеже представлены временные диаграммы. о - опорное переменное напряжение на выходе питающей сети Б - квантованное по амплитуде опорное пе ременное напряжение; Ь - сигнал, поступающий на запитку первичной обмотки ВПТ; г - сигнал, сформированный на вторичной обмотке ВПТ Д - импульсные сигналы на выходе вторичной обм"-. - 25 ки ВПТ возникающие в момент. ступенчатого изменения амплитуды квантованцого напряжения;- сигнал, сформированный на выходе вторичной обмотки ВПТ возникающий при заптке первичной обмотки кван-зО тованным по амплитуде переменнь 1 м напряжением.В соответствии сс споссбэ;. для формирования опорного сигнала. поступающего на запитку первичной обмотки (ВПТ), предварительно производят преобразование (синусоидального) напряжения питающей сети (за счет квантованйя этого напряжения по амплитуде) в синусоидальноступенчатое напряжение ( 5 ), Затем, в момент ступенчатого изменения амплитуды квантованного напряжения в преде-. лах каждого периода квантования Л вЬ) производят формирование коротких опорных импульсов с длительностьюып- индуктивность ВПТ,2 ) Оь.ВПТ, как известно, выполняет функцию индуктивного дифференцирующего элемента при этом на выходе вторичной обмотки ВПТ сформированы пары импульсов положительной и отрицательной полярностей ( г ), возникающих в момент ступенчатого изменения амплитуд импульсов, поступающих на запитку первичной обмотки ВПТ причем длительность этих импульсов с учетом (1) равна-6 =ЪТ - 12 0 с а вот Для формирования полезного сигналаиз выходных импульсных сигналов ВПТвыделяют только те импульсы, которыесформированы в момент ступенчатого изменения амплитуды квантованного напряжения ( в ). В результате образуетсяпжледовательность группы импудьсов положительной (отрицательной) полярностивозникающих в момент ступенчатого нарастания амплитуды сицусоидадьно ступенчатого напряжения и группы импульсов отрицательной (положительной) полярности, возникающих в момент ступенчатого уменьшения амплитуды синусоидально-ступенчатого напряжения.Из полученной последовательностигрупп импульсов положительной и отрицательной полярностей отфильтровывают высшие гармоники, а оставшиеся низкочастотные гармоники ( Д ) используют в качестве полезного сигнала, несущего информацию об угле поворота ротора ВПТ,На чертеже ( в ), показан сигнал навыходе вторичной обмотки ВПТ, возникающий в том, случае, когда на вход первичной обмотки ВПТ поступает синусоидадьно-ступенчатое напряжение ( 6 )близкое по форме к синусоидадьному напряжению (которое используется при известном способе преобразования),Так как ВПТ имеет малую постоянную времени, равнуюто при поступлении на вход первичной обмотки ВПТ синусоидально-ступенчатогонапряжения на выходе вторичной обмотгде Тлт - постоянная времени электромагнитном цепи ВПТ, полярность которых соответствует направлению ступенчатого я изменения амплитуды квантованного напряжения ( Ь, Ь ). Подученные опорные импульсы поступают на запитку первичной обмотки ВПТ и образуют в этой обмотке импульсное пульсирующее поле. 5 При запитке первичной обмоткиВПТ им пульсами с длительностью+; ЪТвпт 4оыК эквивалентное активное сосемпротивление обмотки ВПТ5 734 ки ВПТ сформированы группы импульсов положительной (отрицательной) полярности, возникающие в момент ступенчатого нарастания амплитуды квантованного напряжения, и группы импульсов отрицатель ной (положительной) полярности, возникающие в момент ступенчатого уменьше ния амплитуды квантованного напряжения (Ь и С).Закон следования и форма импульсов, 10 сформированных в соответствии со спо собом преобразования, совпадают с законом следования и формой импульсов,в возникающих при запитке первичной обмотки ВПТ синусоидально-ступенчатым на пряжением ( Э и е ) близким по форме к синусоидальному напряжению причем при О а, О ц ( в иь)амплитуды импульсов, сформированных в 20 соответствии с предложенным способом преобразования (д), в И, раэ, Д, - число ступеней квантования синусоидального напряжения питающей сети,где25 О =О апач апач гнат," аО (2) превышают амплитуды импульсов ( Ф ) сформированных на выходе ВПТ при за литке первичной обмотки ВПТ синусоидально-ступенчатым напряжением ( Ь ).Так как амплитуды основных (первых) гармоник, присутствующих в импульсных сигналах ( Ь и Е) пропорцио- З 5 нальны амплитуде импульсов, то из (2) следует, что благодаря увеличению ампли- туды импульсных .,сигналов ( о ), амплитуда основной гармоники, присутству ющей в этом сигнале:( д ), увеличива ется в о раз, т.е,= 10 3. оп Ф с,оп1 де 0 - амплитуда основной гармо 45ники в сигнале ( о ),О - амплитуда основной гармогдоиники в сигнале ( е ),Эго позволит повысить точность преобразователя, эа счет увеличения амплитуды выходного полезного сигнала ВПТ, а следовательно и отношения полезный 50сигнал (помеха) и повысить энергетический коэффициент полезного действия ВПТ (индуктосина). частотаети рав-,Спосовала воздуматора в а орно пряжения;= о 0 Например если принять, чтоопорного напряжения питающей а 1 д, =1000 Гц число ступеней квантования 801 6длительность импульсов, поступающихна запитку первичной обмотки ВПТ=6 10 с,то из (3) следует, что амплитуда основной гармоники, присутствующей в сигналед в 6 раз превышает амплитуду основнойгармоники, присутствующей. в выходномсигнале ВПТ образованном при запиткепервичной обмотки ВПТ в соответствиис известным способом преобразования( б и е ). Причем амплитуды сигналов(напряжений), поступающих на запиткупервичной обмотки ВПТ принимаются рав-,ными друг другу, т.е. сМощность, потребляемая первичной обмоткой ВПТ, равнаР = Ов 1 с 9=2 02 = 04 Вт (4) где 1 -среднее значение тока импульсных сигналов, поступающих на запитку первичной обмотки ВПТ. 6 24 с 4 0Т ф 1000 ооТаким образом при одной и той же максимальной амплитуде сигнала, посту пающего на запитку первичной обмотки ВПТ, мощность, потребляемая первичнойобмоткой, по описываемому способу преобразования в 5 раз меньше мощности, потребляемой первичной обмоткой ВПТ, запитанной в соответствии с иэвест ным способом преобразования, при этом, как следует из (2), амплитуда основной гармоникк увеличивается в 6 раз,Формула изобретения реобраэования угла поворотного поворотного трансфорппитуду переменного напр7, " 7348,01 . 8жения, основанный на формйровании в тованного напряжения и полученной сепервичной обмотке трансформатора пуль- рией импульсов эапитывают первичную обсирующего поля с помощью опорйого си- мотку трансформатора, а иэ измеренногонусоидального напряжения и измерении на его вторичной обмотке импульсногоамплитуды выходного напряжения на егонапряжения выделяют низкочастотные гарвторичной обмотке, о т и и ч а ю щ и й- моники, которые используют в качествес я тем, что, с целью повышения коеф выходного напряжения.фициента преобразования, в процессе фор- Источники информации,мирования в первичной обмотке трансфор- принятые во внимание при экспертизематора пульсирующего поля производят 1 о 1. Электрические измерения неелекквантование опорного синусоидального на- трических величин. Л., "Энергия",пряжения, формируют из полученного кван, с. 9, 10,тованного напряжения опорные импульсы 2. Бычатин Д. А. Поворотный индукиэменяют их полярность в направлении син. Л., Энергия", 1969, с. 13-15,ступенчатого изменения амплитуды кван (прототип).