7.4.2. Схема фазовращателя с пульсирующим полем

Основное достоинство этой схемы (см. рис. 7.8) заключается в том, что для её питания необходим однофазная сеть переменного тока. На одну из статорных обмоток подается напряжение питания

.

Тогда напряжения на вторичных обмотках запишутся в виде

В упрощенном виде эту схему можно представить следующим образом (см. рис. 7.9).

Рис. 7.8. Фазовращатель с пульсирующим полем.

Рис. 7.9. Принципиальная схема фазовращателя с пульсирующим полем.

При этом,

,

,

,

.

Для сдвига на 90 градусов необходимо, что бы

,

где . Тогда

,

.

Используя метод узловых потенциалов можно записать:

,

,

,

.

Для получения выходного напряжения, изменяющегося по закону необходимо чтобы

Тогда на основании формулы Эйлера :

.

Подставляя значения иполучим:

,

,

,

.

Приравняв вещественные и мнимые части, находим условие симметрирования вторичных цепей:

При выполнении найденных условий симметрирования видно, что амплитуда выходного напряжения не изменяется, а фаза его равна углу поворота ротора относительно статора.

Сравнительный анализ питания фазовращателя круговым полем и пульсирующим полем показывает, что более высокую точность дает круговое поле (нет динамических ошибок, временного и температурного ухода и т.д.), однако, при этом требуется прецизионный источник ортогонального питания.

Существующие ВТ обеспечивают точность в режиме фазовращателя до одной угловой минуты, что соответствует 13-14 дв. разр.

7.5. Фазовые методы преобразования информации

7.5.1. Фазовый интерполятор прямого преобразования по методу стробирующей бегущей метки

Указанная схема (см. рис. 7.10) позволяет исключить погрешность за счёт изменения частоты генератора ГСИ.

Принцип действия данной схемы заключается в следующем. ГСИ выдает импульсы на счётчик-делитель частоты. Выходное напряжение триггера старшего разряда счётчика подается на фазорасщепительный блок, с выходов которого снимается синусоидальное напряжение со сдвигом фаз на .

Полученные синусоидальные напряжения питают фазовращатель. Напряжение , снимаемое с выхода фазовращателя, сдвинуто по фазе относительно опорного напряжения (за опорное принимается синусоидальное напряжение со сдвигом фазы 0) на величину, пропорциональную измеряемому перемещению. Нуль-орган (НО) фиксирует момент перехода через нуль напряжения, вырабатывая прямоугольный импульс, который затем синхронизируется синхронизатором и подается на вентили опроса. На вторые входы вентилей опроса непрерывно подается код с делителя-счётчика.

Рис. 7.10. Прямое преобразование

по методу стробирующей бегущей метки

Рис. 7.11. Временная диаграмма работы.

Из рис. 7.11 видно, что нуль орган считывает с делителя код, пропорциональный временной задержке, фазе , или углу поворота. Двоичный код считывается со счётчика с частотой переключения триггера старшего разряда счётчика.

Чтобы избежать неопределённости считывания на числовой границе из-за неодновременности переброса триггеров счётчика, вводят цепь синхронизации нуль-перехода импульсами ГСИ, которая смещает фазовый импульс от числовой границы.

В рассмотренной схеме не возникает погрешностей, обусловленных колебаниями частоты питания фазовращателя и ГСИ. Это объясняется тем, что синусоидальное напряжение формируется из колебаний, источником которых является ГСИ, причем счётчик выполняет роль делителя частоты. Следовательно, колебания частоты ГСИ и напряжения питания фазовращателя получаются синхронными и пропорциональными.

Если задана частота питания СКВТ , то кварцевый генератор должен иметь частоту приn-разрядности преобразователя

.