книги / Применение постоянных магнитов в электромеханических системах
..pdfI
I
Рис.1. Эскиз датчике положения ротора Гы частоты Ьрао&ЫГ' Умещенного с датчиком
Рис.2 . Схема устройства обработки сигналов ДОЗР
Рис.З.’ Диаграммы напряжений в основных точках.схемы устройства обработки сигналов Д4ВР
телей НА /./“ К/! /3% выполненных на ЙМС типа 1401УД2А, которая
.содержит четыре операционных усилителя (ОУ). Коэффициент усиления
усилителей |
/:и = Я.16./Я7 |
= Я/7 /Яд = Я18 / Яп |
выбира |
||||
ется |
.таким. |
образом, |
|
чтобы |
выходной * сиг |
|
|
нал ОУ практически |
всегда |
находился на участке нас^ения передаг |
|||||
точной характеристики ОУ. Поэтому при изменении полярности вход |
|||||||
ных сигналов |
еа , е& , |
Вс изменится полярность выходного напря |
|||||
жения' соответствующего усилителя. Конденсаторы Сг ~Сд, Сц-Сц слу |
|||||||
жат для фильтрации помех на входах усилителей. Резисторы |
|
||||||
необходимы, для |
согласования двухполгрнъ.х выходных сигналов ОУ с |
||||||
уровнями ТТЛ-микросхем. Триггеры Шмцдта ЛЛ1. 1 ~ЛЛ1.3 с |
фильтру |
||||||
ющими конденсаторами |
С/д “ С)7 |
ка входах позволяют избавиться |
|||||
от дребезга выходных сигналов усилителей НА 11-ЛА13.На выходе |
|||||||
триггеров Шмидта .ЛЛ1.1-ЛЛ1.3 |
таким образом получаются |
логиче |
|||||
ские |
сигналы |
А 9В, С, |
значения которых изменяются с частотой, |
||||
пропорциональной частоте |
вращения ротогг: СМ. С пометы схем заг.ер- |
тгч’л Н22 ~ Сш |
, Нгд - йм* Яг* " Си |
элементов .ИИШНАЩЕР. ИЛИ |
|||
ЛЛ2.1-ЛД2.3 на тр^х выходах последних формируются |
импульсы |
Гд, |
|||
Гц тРс соответствующие |
какому иэм *ноийЮ значения |
сигнала А}ВЛС |
|||
с логической единицы* на |
логический |
нуль или наоборот.- На выходе |
|||
логической схемы ”3 1Ш-/', выполненной на элементах |
1)1)3./ и ШЛА |
||||
и суммирующей |
сигналы |
Гд » Р& , Рс |
формируются |
импульсы |
Р |
частота следования которых пропорционяльна частоте врацени0 рото
ра С!.'. |
Количество |
импульсов |
Р зп |
оборот равно 12. При исполь |
||||
зовании |
комплекта |
из |
трех ЧЭ и; частоте |
вращения ротора Сё! П} |
||||
риз но'/., |
например, |
|
60С0 |
об/мин, |
число импульсов в |
секунду |
||
составляет |
уУ = ./ г/7 |
/ 6 0 |
= 1200 имл/с. Данная частота |
следова |
ния импульсов достаточна для контроля с удовлетворительной точно стью за максимальной скоростью перекладки поверхности управления.
Л И Т Е Р А Т У Р А
I . Морозов В .А ., ?4уразьев Б...;., Филатов А.Н. Принцип постро ения мхэгодвигательных электромеханических систем управления аэро
динамическими поверхностями//Тр;Моек, энерг. ин-та. 1968. Выл. |
179. |
^ ,57-61. |
|
РЕШИРУЕМЬЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ТОПЛИВНОГО НАСОСА НА БАЗЕ |
|
в а т т н о г о ДВИГАТЕЛЯ * |
|
Канд.техн.наук доц.В.А.МОРОЗОВ, |
канд. |
техн.наук ст.науч.сотр'.М.Ю.РУМЯНЦЕВ, мл. науч. с отрЛ.Н.НЕСТЕРОВ, канд. техн. наук ст.науч.сотр.С.К.ПИГАЛЬСКИЙ
Современный авиационный газотурбинный двигатель (ГТД) - это сложное устройство., работа которого полностью контролируется систе ме.! автоматического управления (САУ). Эта система регу/ифует рас ход топлива з основной камере сгорания, чтобы поддерживать устано вившийся режим, а также частоту вращения по заданным программам в установившемся и переходных режимах.
В настоящее время топливо из баков подается в.камеру егорания топливным насосом (ТН), привод которого осуществляется от вала ГТД. Если насос нерегулируемый, то для управления' количеством то плива о камере используется достаточно сложная система, в которой
избытки топлива через |
клепаны перепуска слипаются обратно з бз-н, |
|
а его основная часть |
через клапан и дээчругощ |
-'■—тер поступает |
в камерусгорания ГГД. Этой системе своЯстгоаны такие недостатки, как. сложность системы управления, дополни гея.*. из грез топяига
в баках, потребность в дополнительном топливе и эксплуатационная ненеде.;;кость дозируглцих устройств.
Потери, |
связанные с возвратом |
тоали* в бак, |
мс*хно устрани |
|
используя ТН |
с регулируемой |
производительностью, |
при этом из |
|
системы регулирования можно |
убрать |
как догирующиз устрой |
||
и ряд золотниковых. |
|
|
|
Успехи в области разработки регулируемы:: и, в частности, бес контактных вентильных эле;: роприводов позволяют надеяться на сс - здание управляемых топливных насосов, производительность которых
будет |
определяться |
командами САУ ГГД. |
|
|
3 |
данной статье |
представлены некоторые результат теоретиче |
||
ских и экспериментальных исследования эл |
гтропривода ТН (ЭТИ), |
|||
проведенных сотрудниками кафедры электроснабжения к |
лектрс;б*>пу- |
|||
дования летательных аппаратов Московского энергетк |
скоро йнсткгу |
|||
та и |
Центрального института авиационных |
моторов им.Барэнсва |
в 1988-1993 т г .
Функциональная схема исследуемого электропривода (рис.1) со стоит из двух основных подсистем: электромеханического преобразо вателя ЗМП л электронного преобразователя ЭП.. Подсистема ЭМЛ вклю чает в себя бесконтактную электрическую малину ЭМ с возбуждением от постоянных магнитов и дне информационные подсистем:.: датчика положения ротора ДПР и датчика частоты вращения ДЧЗ. Силовая часть ЭП выполнена со звеном постоянного тока, т .е . содержит входной вы прямитель 3 ; фильтр-ограничитель ФО и-транзисторный реверсивный вентильный преобразователь РВП - инвертор, выполненный по трехфаэной мостовой схеме на биполярных транзистора::и диодах, а также информационно-управлтацую подсистему ПУП. Выбранная структур;-, си ловой части ЭГ* позволяет без существенной переработки использовать
для питания ЭТК’ источник электри |
кой энергии Лес как пере:.:иного |
||
(I I 5/200 |
В ,400 ПО* так и постоянного повкш .;ного напряжения (270- |
||
3 0 0 .3 ), |
Производительность шестеренчатого |
ТН и егс момент сопротив |
|
ления практически’ пропорциональны частоте |
вращения. Поэтому ддк |
изменения производительности ТН необходимо регулировать частоту
.вращения ЭМ. В установившемся режиме электромагнитный момент, раз виваемый ЭМ, должен быть равен сумме момента сопротивлении ТН и
к момента потерь ЭМ. Для работы ЭТН в динамическом режиме необхо димо создать избыточный электромагнитный момент при разгоне ЭТН или тормозной'- при экстренном его торможении. В нормальном режиу^ работы ЭТН режимы торможения .могут формироваться лишь за счет мо
мента сопротивления ТН. |
Изменение |
среднего |
значения |
|
электромагнитного |
момента ЭМ в |
ЭТН осуществляется по |
||
сигналам датчика тока |
ДГ регулятором тока РТ , входящим в стрУ |
|||
ктуру ЭП. Регулирование |
среднего значения ю н а |
широтно-импульсным |
||
методом посредством |
транзисторного вентильного |
преобразователя |
позволяет улучшить динамические свойства ЭТН, практически устра нить влияние входного напряжения на выходные характеристики ЭТН в режиме стабилизации частоты вращения и существенно снизить тре бования к входному фильтру ЭП.
Чтобы обеспечить работоспособность и высокую энергетическую эффективность. ЭТН при повышенном напряжении ^7 * необходимо фор-
мировать прерывистый ток в обмоткам ЭМ, используя для этого трехсташенчатый алгоритм шпротно -импульсного управления транзистор ными ключами инвертора» ота задача решается с помощью подсистемы регулирования и ограничения тока. Мэксимал!. ное мгновенное значение
тока.в |
обмотках ЭМ пропорционально сигналу управления, поступавшего |
|||||||||
от регулятора частоты вращения (РЧВ) |
ЭТН. Выходной сигнал РЧВ про |
|||||||||
порционален отклонению частоты вращения СО от |
заданного уровня |
|||||||||
СО3 |
при |
СО** со2 |
и ограничен |
Утех |
при (й)3 - й))/со3 > |
|||||
> °С'т<ис СРтах / Рн) » |
гДе |
сРтах - |
допустимая |
погрешность под |
||||||
держания частоты вращения ЭТН; Ртах-» |
Рн |
- максимальная и но |
||||||||
минальная мощности ЭТН при номинальной частоте., вращения ЭТН. |
||||||||||
При |
СО> (О3 |
выходной сигнал РЧВ |
равен нулю: |
1!рчв = О . |
||||||
|
Для регулирования |
и стабилизации |
Со |
ЭТН разработан цифро |
||||||
вой РЧВ, поскольку' аналоговые |
устройства |
измерения частоты враще |
||||||||
ния не |
обеспечивают требуемых точностных и динамических характе |
|||||||||
ристик. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Схема РЧВ (рис.2) |
содержит следующие функциональные блоки: |
||||||||
генератор эталонной частоты ГЭЧ; формирователи импульсов датчика |
||||||||||
43 |
.$2 |
и кода заданной частоты вращения |
Ф2 ; |
блок синхрониза |
ции и управления ВСУ; счетчик Сч; цифроаналоговый преобразователь ЦАП.
Рис.2. Функциональная схема РЧВ
Измерение частоты вращения осуществляется методом подсчета
количества |
импульсов |
с |
ГЭЧ ( / у ^ |
) , |
за период |
Тнв /выработанный |
|||
формирователем |
из |
сигнала с |
ДЧВ |
( |
см. |
р и с .1 ). |
В раз^. |
||
работалиом |
макете |
|
в |
качестве |
|
|
|
|
дав использовался индукторный шаговый двигатель ИЩР-б с числом им*
пульсов |
за один |
оборот |
вала |
Л д> 42. |
По сигналу с БСУ в начале |
каждого |
периода |
счета |
Тво |
на счетчик с |
задающего устройства по |
шине передавался 16-разрядный код заданного значения частоты враг щения. В результате счета получалось 16-ра'зрядное двоичное числом соответствующее разности заданной и текущей частот вращения
А И , которое затем, преобразовывалось в ЦАП в управляющее напря жение для контура Тока С?рчв
Расчетные соотношения и принятые схемотехнические решения пре» верялись экспериментально на макете ЭТИ, электромагнитная часть,
Р ис.З . Механическая характеристика ЭТИ при различных значениях тока ограничения 1огр> А: I - 5 ,4 ; 2 -
4 .5 ; 3* - 3 .4 ; 4 - 2 ,4
Рис.4. Осциллограммы переходного процесса в ЭТИ при сбросе и набросе
частоты вращения выходного вала и Ртф = 15 к г с /с ^
Р и с.5 . Осциллограммы переходного процесса в ЭТН при сбросе и набросе частоты
вращения выходного вала и РТ(р = О