SU761933A1 - Фотоэлектрическое устройство для измерения угла θ синхронной машины 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к приборостроению, в частности к прибора,м для измерения угла Θ синхронной машины в статических и динамических режимах.

Известно устройство для намерения угла Θ синхронной машины, основанное на измерении фазового сдвига между напряжением, снимаемым с датчика углового положения вала, содержащее датчик, фаза ЭДС которого зависит от углового положения вала, регистраторы перехода синусоидального напряжения через нуль (пороговые элементы), дифференцирующее цепи, ждущее мультивибраторы, управляемый генератор пилообразного напряжения, электронный ключ, конденсатор памяти, фильтр нижних частот, дифференциальный вольтметр и блок автоматической регулировки коэффициента усиления вольтметра, выполненный на диодах, конденсаторе и резисторах [1].

В известном устройстве применение блока автоматической регулировки коэффициента усиления дифференциального вольтметра позволяет несколько повысить точность измерения и исключить влияние изменения частоты опорного (сетевого) напряжения. Однако недостатком известного устройства является отсутствие высокой точности измерений при динамических ре2

жимнх работы синхронной машины. Объясняется это тем, что точность работы этого устройства в большой степени зависит от линейности генератора пилообразного нап-.

5 ряжения, стабильности параметров электронной схемы и конденсатора памяти. Кро? ме того, наличие фильтра низких частот существенно снижает быстродействие этого устройства и вносит весьма значительную θ погрешность в результат измерения при динамических режимах работы синхронной

машины.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик углового вала и регистрирующий блок, введены последовательно соединенные умножитель частоты сетевого напряжения и источник излучения, дисковая растровая решетка, жестко закрепленная на валу синхронной машины, секторная растровая решетка, установленная неподвижно на корпусе машины, последовательно соединенные фотоприемник и детектор, выход которого подключен к регистрирующему блоку, две оптические системы, первая из которых расположена между источником излучения и дисковой растро761933

4

3

вой .решеткой, вторая — между секторной растровой решеткой и фотоприемнйком.

«Последнее обстоятельство позволяет существенно упростить принципиальную схему устройства, а также повысить точность измерения, поскольку из схемы исключаются «наиболее нестабильные элементы, такие, как генератор пилообразного напряжения, уонденсатор памяти и дифференциальный вольтметр.

Блок-схема устройства изображена на фиг. 1; на фиг. 2 приведены эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Фотоэлектрическое устройство для измерения угла Θ синхронной машины содержит умножитель частоты 1 сетевого нап'ряжения и_с, состоящий из двух последовательно соединенных блоков 2, 3, фотоэлектрический преобразователь углового положения вала 4, содержащий источник излучения 5, дисковую растровую решетку 6, секторную растровую решетку 7, оптические системы '8, 9 и фотоприемник 10; детектор 11 и регистрирующий блок 12, 13 — вал синхронной машины.

Источник излучения 5 может быть выполнен на основе светоизлучающих диодов. Дисковая и секторная решетки имеют идентичную конструкцию, т. е. выполнены «с одинаковыми числом штрихом, размерами зрачков и шагом.

Коэффициент умножения частоты 1 сетевого напряжения ί выбирают таким образом, чтобы частота преобразованного напряжения и_с/ была равна частоте перекрытия штрихов растровых решеток ω_ρ при данной номинальной скорости вращения ротора синхронной машины л„. Частота перекрытия штрихов фотоэлектрического преобразователя определяется шагом решеток и равна ω_ρ= —сек~', где «„ — номинальная скорость вращения ротора синхронной машины, об/мин; т — число штрихов дисковой решетки.

Сетевое (опорное) напряжение 11 _с = = ί/_Β8ίη<Μ после умножения в умножителе 1 преобразуется источником излучения 5 «в световые импульсы с частотой ον’. Возникающие световые импульсы направляются оптической системой 8 на измерительное сопряжение растровых решеток 6, 7. Поскольку частота световых импульсов, излучаемых источником 5, равна частоте перекрытия штрихов фотоэлектрического преобразователя, при угле Θ, равном нулю, световые импульсы на фотоприемник 10 не поступают. Когда же происходит измерение угла Θ, дисковая «решетка 6 смещается «по отношению «к секторной решетке 7, и на фотоприемник 10 поступают световые импульсы источника излучения 5. «Переменный выходной сигнал фотоприемника 10 с амплитудой, пропорциональной угловому смещению растровых решеток, подается на детектор 11, в «котором выделяется сигнал, пропорциональный угловому смещению решеток, т. е. углу Θ.

Умножители 'частоты позволяют повысить точность измерения угла Θ, а электрическая связь источника излучения через умножитель частоты с сетевым напряжением дает возможность измерять угол Θ не по фазовому сдвигу между напряжением сети и импульсами, снимаемыми с датчика углевого «положения вала, а по интенсивности светового потока, прошедшего через растровые решетки при их относительном смещении.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Фотоэлектрическое устройство для измерения угла Θ синхронной машины, содержащее датчик углового положения вала и регистрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия', в «него введены последовательно соединенные умножитель частоты сетевого напряжения и источник излучения, дисковая растровая решетка, жестко закрепленная «на валу синхронной машины, секторная растровая решетка, установленная неподвижно на корпусе машины, последовательно соединенные фотоприемник и детектор, выход которого подключен к регистрирующему блоку, две оптические системы, первая из которых расположена между источником излучения и дисковой растровой решеткой, 'вторая — между секторной растровой решеткой и фотоприемником.