3.7. Фотоэл. Преобр. Перемещ. (фпп). Устройств. Принц. Действ.

ФПП предназначен для получения информации о величине углового перемещения в виде электрического сигнала.Фотоэлектрический преобразователь перемещения состоит из трех основных частей: механической, оптической и электронной.

М еханическая часть служит для точного вращения входного вала преобразователя, на котором расположен растровый диск. Механическая часть имеет базовые поверхности для установки и присоединения фотоэлектрического преобразователя к валу ме­ханизма. Корпус преобразователя защищает оптическую и элек­тронную части от пыли, влаги и механического воздействия.

О птическая часть (рис. 2.22) содержит светодиод 1, линзу 2, растровую индикаторную пластину 3 и растровый диск 7. Световой поток светодиода 1 проходит через линзу 2, растровый диск 7, растровую индикаторную пластину 3. При вращении растро­вого диска меняется интенсивность света, который пропускается через растровое сопряжение, образуемое диском 7и пластиной 3. В результате меняется фототек через основные фотодиоды 4 и 6. На индикаторной пластине растры расположены в четырех сек­торах. Штрихи каждого из секторов смещены относительно друг друга на 1/4 периода растра. Четыре фотодиода, установленных против каждого из этих секторов, и сопрягаемые с ними растры диска формируют основные первичные сигналы, изменяющиеся по синусоидальному и косинусоидальному законам, где τ — относительное смещение подвижного и неподвижного рас­тров (рис. 2.23). Фотодиод 5, расположенный ниже фотодиодов 4 и 6, формирует дополнительный сигнал начала отсчета один раз за оборот преобразователя. Первичные сигналы всех трех кана­лов поступают на электронную часть, осуществляющую форми­рование прямоугольных импульсов.

Э лектронная часть (рис. 2.24) имеет три канала, каждый из которых содержит предварительный усилитель 1, компаратор 2 и выходные усилители 3 и 4. Предварительный усилитель усили­вает первичный сигнал до необходимой величины, а компаратор формирует прямоугольные импульсы. Выходные усилители 3 и 4 служат для получения прямого и инверсного сигналов каждого канала и усиления их по мощности. В результате на выходах пре­образователя формируется шесть сигналов. Число импульсов п на каждом из выходов пропорционально углу поворота φ вала преобразователя: где к_пр — коэффициент передачи преобразователя; z — число импульсов за один оборот вала преобразователя. _ Наличие четырех выходов преобразователя обусловлено необходимостью определения направле­ния вращения и дает возможность при числе импульсов z за один оборот вала преобразователя формировать в измерительной сис­теме z, 2z, 4z импульсов.

3.8. Сельсин. Устройство, принцип действия, реж. Раб. Хар-ки упр.

Сельсин представляет собой электрическую микромашину переменного тока, имеющую две обмотки: возбуждения и синхронизации. В зависимости от числа фаз обмотки возбуждения различают одно- и трехфазные сельсины. Обмотка синхронизации всегда трехфазная. В САУ широкое распространение получили бесконтактные сельсины с кольцевым трансформатором.

О бмотка синхронизации бесконтактного сельсина с кольцевым трансформатором размещается в пазах статора, обмотка возбуждения — в пазах или на явно выраженных полюсах ротора сельсина. Особенность кольцевого трансформатора состоит в том, что его первичная обмотка располагается на статоре, а вторичная — на роторе. Обмотки имеют вид колец, размещенных в магнитной системе, состоящей из кольцевых магнитопроводов статора и ро­ора, которые на роторе соединяются внутренним магнитопроводом, а на статоре — внешним. В САУ сельсины используются в амплитудном и фазовращательном режимах.

Схема включения обмоток сельсина в амплитудном режиме представлена на рис. 2.19. Входной координатой сельсина в этом режиме является угол поворота ротора τ. За начало отсчета при­нята осевая линия обмотки фазы А.

При подаче на обмотку возбуждения переменного напряжения u_возб = U_{возб max} sin ωt возникает пульсирующий магнитный поток, действующий по осевой линии обмотки возбуждения. При этом в фазах обмотки синхронизации наводятся ЭДС той же частоты, амплитуды которых изменяются в зависимости от угла поворота ротора относительно статора, а фазы выходных напряжений неизменны. При отклонении ротора на угол т ЭДС фазных обмоток соответственно равны: где к — коэффициент трансформации между статорной и роторной обмотками при их соосном положении.

С хема включения обмоток сельсина в фазовращательном режиме представлена на рис. 2.20. Входной координатой сельсина в этом режиме является угол поворота т, а выходной — фаза φ выходной ЭДС е_вьа по отношению к переменному питающему напряжению. Обмотка синхронизации получает питание от источника трехфазного напряжения с неизменной амплитудой. Образующееся вращающееся магнитное поле наводит в обмотке ротора, ось которой сдвинута на угол т относительно начала отсчета, ЭДС

Амплитуда и частота ЭДС е_вых не зависят от угла поворота τ ротора сельсина. Угловое положение ротора влияет только на временную фазу φ этой ЭДС. Поскольку число пар полюсов ротора и статора сельсинов в большинстве случаев равно единице, то значение временной фазы φ численно равно угловому перемещению τ ротора сельсина, выраженному в градусах.