3.3. Сельсины

Схема включения сельсинной пары в индикаторном режиме при-

ведена на рис. 3.3.1.

ельсины всегда работают в паре. Один из сельсинов называется

сельсином-датчиком СД, а другой – сельсином-приемником СП. Угол

поворота ротора СД преобразуется в электрический сигнал, который

передается по проводам (на любое расстояние) и воспринимается СП.

Поступивший сигнал преобразуется в такое же угловое перемещение

ротора

П. В с стемах автоматики сельсинные пары применяются в

двух основных реж мах: индикаторном и трансформаторном.

~110 В

СД

СП

Рис. 3.3.1. Индикаторный режим работы сельсинной пары

Роторы обоих сельсинов подключены к источнику переменного

тока, трехфазные статорные обмотки, включенные по схеме «звез-

да», соединены между собой.

Однофазный переменный ток ротора создает в магнитной цепи

каждого сельсина переменный магнитный поток, который индуциру-

ет в обмотках статора ЭДС. При одинаковых положениях роторов

СД

СП ЭДС в каждой фазе СД уравновешивается соответствующей

ЭДС СП. Поэтому ток в обмотках статора отсутствует. При повороте

ротора СД ЭДС в обмотках статора СД изменяются, в результате че-

го нарушается равновесие с ЭДС обмоток статора СП. Под действи-

СибАДИ

ем разности ЭДС в цепи статоров протекают уравнительные токи.

Взаимодействие этих токов с магнитным потоком создает на ва-

лах СД и СП синхронизирующий момент, стремящийся свести угол

рассогласования θ=αСД–αСП к нулю. Однако этот момент мал и прак-

тически достаточен лишь для перемещения стрелок или других ука-

зательных устройств, поэтому индикаторный режим применяется

обычно в системах контроля.

В зависимости от величины θ сельсины делятся на 4 класса точ-

ности, каждый из которых определяется по максимально возможной

средней ошибке

1 2 ,

(3.3.1)

2

где θ1 и θ2 – абсолютные значения максимальных ошибок, получен-

ные при вращен

ротора СД по и против часовой стрелки.

ельс нная пара рассматривается как безынерционное устройст-

во. Погрешность сельсинов обычно не превышает десятых долей

градуса. Главными пр чинами возникающих погрешностей являются

дефекты

зготовлен я: электрическая

магнитная асимметрия, не-

точная центровка, элл птичность ротора и т.д.

хема включен я сельсинной пары в трансформаторном режи-

ме приведена на р с. 3.3.2.

N

~110 В

V

СД

СП

Рис. 3.3.2. Трансформаторный режим работы сельсинной пары

Отличие трансформаторного режима от индикаторного в том, что

СибАДИ

однофазная обмотка ротора СП подключается не к источнику пита-

ния, а ко входу усилителя (т.е. является выходной). На лабораторном

стенде ротор СП заторможен, а в схемах следящих систем ротор ме-

ханически жестко связан с валом исполнительного двигателя. Такая

схема применяется для передачи движения на исполнительные уст-

ройства, нагруженные большими моментами.

цией синуса угла рассогласования:

СибАДИ

uвых=k sinθ,

(3.3.2)

где k=1 В/град.

Для достаточно малых углов

uвых=k θ.

(3.3.3)

Условное обозначение

«1» на

Выходы

шифратора

входе

1

2

4

8

0

0

0

0

0

СибАДИ

0

CD

1

0

0

0

1

1

1

2

0

0

1

0

2

3

0

0

1

1

3

2

4

4

4

0

1

0

0

5

5

0

1

0

1

6

8

6

0

1

1

0

7

7

0

1

1

1

8

9

8

1

0

0

0

9

1

0

0

1

Таблица 3.4.2

Условное о означение

та лица истинности дешифратора

Условное обозначение

Входы

«1» на

дешифратора

1

2

4

8

выходе

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

DC

0

0

0

1

0

2

1

1

2

0

0

1

1

3

3

2

0

1

0

0

4

4

0

1

0

1

5

4

5

8

6

0

1

1

0

6

7

0

1

1

1

7

8

1

0

0

0

8

9

1

0

0

1

9

R

Q

R

Q

1

&

СибАДИ

1

Q

&

Q

S

S

а)

б)

Р с. 3.4.1. RS-триггер, реализованный на

лог ческ х элементах ИЛИ-НЕ (а) и И-НЕ (б)

Схемное

Входные

Состояние

обозначение

сигналы

выхода

R

S

Q(t)

Q(t+1)

Q

0

0

0

0

T

R

0

0

1

1

Q

0

1

0

1

S

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

1

0

1

1

0

Не

1

1

1

определено

RS-триггер не допускает одновременного наличия на входах ак-

тивных сигналов S=1; R=1. В этом случае не выполняется условие его

функционирования, поскольку на выходах Q и Q логические уровни

перестают быть взаимно инверсными, состояние выхода оказывается

неопределенным. Данные комбинации считаются запрещенными.

Режим S=1; R=0 называют режимом записи 1, так как Q(t+1)=1;

режим S=0 и R=1 – режимом записи 0, так как Q(t+1)=0; режим S=0;

R=0 – реж мом хранен я информации, так как информация на выходе

остается не зменной.

Временная д аграмма асинхронного RS-триггера изображена на

рис. 3.4.2.

R

t

S

Q

t

t

Рис. 3.4.2. Временная диаграмма

асинхронного RS-триггера

Синхронный RS-триггер отличается от асинхронного наличием

входа С для синхронизирующих тактовых импульсов. Переключение

этого триггера под действием сигналов на входах R и S происходит

только при появлении высокого уровня на тактовом входе С, что хо-

рошо видно на временной диаграмме.

Схемное

обозначение

временная

диаграмма

синхронного

RS-триггера приведены на рис. 3.4.3.

СибАДИC

R

ТТ

Q

t

S

t

C

Q

R

t

S

Q

t

Рис. 3.4.3. Схемное обозначение и временная диаграмма

синхронного RS-триггера

СибАДИ

Схемное

Входные

Состояние

обозначен е

сигналы

выхода

Примечание

С

D

Q(t)

Q(t+1)

D

T

Q

0

0

0

0

Хранение

0

0

1

1

Q

1

0

0

0

Запись «0»

C

1

0

1

0

1

1

0

1

Запись «1»

1

1

1

1

T

ТТ

Q

t

Q

Т

Q

t

Q

t

Р с. 3.4.7. Схемное обозначение Т-триггера, работающего по спаду

с нхрон з рующего сигнала, и его временная диаграмма

JK-тр ггер.

Условное

о означение

и

таблица

истинности

JK-триггера пр

ведены в та л. 3.4.5.

Таблица 3.4.5

Схемное о означение и та лица истинности JK-триггера

Схемное

Входы

Состояние

обозначение

выходов

Примечание

K

J

Q(t) Q(t+1)

S

TT

Q

0

*

*

0

0

Режим хранения информации

0

*

*

1

1

J

1

0

0

0

0

Режим хранения информации

K

1

0

0

1

1

1

0

1

0

1

C

Q

Режим установки единицы J=1

1

0

1

1

1

R

1

1

0

0

0

Режим записи нуля K=1

1

1

0

1

0

1

1

1

0

1

Счетный режим триггера J=K=1

1

1

1

1

0

Примечания: 1. * – любое состояние входа.

2. Таблица справедлива при R=S=0.

СибАДИ

JK-триггер имеет два

выхода: прямой Q и инверсный Q .

JK-триггер имеет пять входов: R – асинхронный вход установки в со-

стояние 0 (Q=0);

S –

асинхронный

вход

установки

в состояние

1 (Q=1); К – синхронизируемый вход установки в состояние 0 (Q=0);

J – синхронизируемый вход установки в состояние 1 (Q=1); С – син-

хронизирующий вход.

На рис. 3.4.8 приведена временная диаграмма JK-триггера, иллю-

стрирующая переключение триггера по спаду синхронизирующего

сигнала в зависимости от состояния входов J и K.

четчики. На рис. 3.4.9 приведены условное обозначение четы-

рехразрядного двоичного счетчика и его временная диаграмма.

Т2

1

C

D0

t

D1

2

1

D2

4

2

t

D3

8

V

4

t

C

R

8

t

PI

Р

t

а

б

Рис. 3.4.9. Условное о означение четырехразрядного двоичного счетчика (а)

и его временная диаграмма (б)

Входы D0–D3

называются информационными входами и служат

для записи в счетчик какого-либо двоичного состояния. Это состоя-

ние отобразится на его выходах и от него будет производиться начало

отсчета. Другими словами, это входы предварительной установки.

Вход V разрешения предустановки служит для разрешения записи ко-

да по входам D0–D3. Предварительная запись в счетчик производится

при подаче сигнала разрешения записи на вход V в момент прихода

импульса на тактовый (счетный) вход

. Знак «\» на входе С означает,

что счетчик срабатывает по спаду импульса. Знак «/» на входе С оз-

начает, что счетчик срабатывает по фронту импульса.

Вход R служит для обнуления счетчика, т. е. при подаче импуль-

СибАДИса на этот вход на всех выходах счетчика устанавливается логический

ноль. Вход PI называется входом переноса. Выход P называется вы-

ходом переноса. На этом выходе формируется сигнал при переполне-

нии счетчика (когда на всех выходах устанавливаются логические

единицы). Этот сигнал обычно подается на вход переноса следующе-

го счетчика. На выходах 1,2,4,8 формируется двоичный код, соответ-

ствующий числу поступивших на вход счетчика импульсов. Как вид-