книги из ГПНТБ / Учебник радиометриста флота учебник для школ и учебных отрядов ВМФ

ции той же частоты. Если роторы сельсииа-датчика и сельсинаприемника занимают одинаковое положение относительно полю­ сов статора, то в одноименных фазных обмотках возникнут рав­ ные напряжения, направленные навстречу друг другу, поэтому они компенсируются и тока в фазных обмотках нет. Оба ротора останутся неподвижными.

Если антенна повернется по пеленгу на некоторый угол, то на этот же угол повернется и ротор сельсина-датчика, равенство

э.д.с. в одноименных фазах сельсинов нарушится и в цепи фаз­ ных обмоток появится ток. При этом вокруг ротора образуется магнитное поле, которое, взаимодействуя с полем статора, будет стремиться повернуть роторы сельсинов. Но так как ротор дат­ чика жестко связан с антенной, вращаться начнет ротор сельси­ на-приемника. Когда он займет такое же положение, как и ро­ тор датчика, снова наступит равновесие э.д.с. в фазных обмот­ ках и ротор сельсина-приемника остановится.

Ротор сельсина-приемника механически связан с индикатор­

Схема силовой ССП не отличается от индикаторной. Ротор сельсина-датчика в ней обычно механически связан со штурва­ лом управления положением антенны, а ротор сельсина-прием­ ника— с антенной системой. При повороте штурвала на некото­ рый угол на такой же угол поворачивается антенная система.

Для поворота антенной системы сельсин-приемник должен развивать достаточно большую мощность, поэтому в силовых ССП применяются контактные сельсины большой мощности. В индикаторных ССП наиболее часто в качестве сельсина-прием­ ника применяются маломощные бесконтактные сельсины.

Так как роторы принимающих сельсинов имеют на оси боль­ шую механическую нагрузку, положение ротора сельсина-при­

290

и когда он займет синфазное положение с развертывающей ка­ тушкой, то разомкнет мпкроконтакт К\. Цепь реле обесточится, контакты займут исходное положение, и связь между сельсинами восстановится. Сельсины начнут вращаться сннфазно.

В РЛС для вращения антенной системы используются, как правило, не силовые синхронные самосннхронизирующиеся передачи (СССП), а силовые следящие приводы, куда СССП

входит составной частью.

Функциональная схема силового привода (рис. 279) состоит из СССП 1, сервоусилителя 2, электромашинного усилителя (ЭМУ) 3, вырабатывающего напряжение для питания исполни­ тельного двигателя 4. Последний поворачивает антенное устрой-

Рис. 279. Функциональная схема силового привода

ство и одновременно ротор сельсина-датчика до его согласования с положением ротора сельсина-приемника. Для повышения точ-, ности и устойчивости работы привода в схеме СССП использу­ ются синхронные передачи точного и грубого отсчетов.

Сервоусилитель — это ламповый, полупроводниковый или магнитный усилитель, нагрузкой которого является обмотка воз­ буждения ЭМУ. Его назначение:

—усилить напряжение рассогласования до величины, необ­ ходимой для управления работой ЭМУ;

—определить знак напряжения рассогласования.

Электромашинный усилитель (ЭМУ), схема включения кото­ рого представлена на рис. 280, представляет собой обычный ге­ нератор постоянного тока с двумя дополнительными щетками Щъ—ЯД, замкнутыми накоротко и расположенными перпендику­ лярно основным Щ\—Щг, которые являются выходными и со­ единены с якорем двигателя 2, вращающего антенну. Якорь ЭМУ вращается с постоянной скоростью специальным электро­ двигателем 1,

Обмотки возбуждения ЭМУ W\ и w2 являются нагрузками сервоусилителя. При появлении рассогласования в обмотках на­ рушается равенство анодных токов и создается небольшой ре­ зультирующий поток возбуждения Фв. Пересекая обмотки якоря ЭМУ, поток Фв вызывает в нем э.д.с. Так как якорь через щет­ ки Д |3—ЯД замкнут накоротко и его собственное сопротивление мало, то по цепи якоря потечет большой ток, который создает магнитный поток реакции якоря Фр, во много раз превосходящий поток Фв. Поле реакции якоря Фр, пересекая обмотки якоря, на­ водит э.д.с., во много раз большую, чем э.д.с., наводимая в об-

ерашения якоря Э м у

Рис. 280. Схема включения электромашинного усилителя

мотке потоком Фв. Эта э.д.с. в свою очередь создает ток /3 и по­ ток Фз, перпендикулярный Фр. Ток протекает через нагрузку, ко­ торой служит якорь двигателя антенны 2\ он в тысячи раз пре­ вышает ток /у в цепи обмоток возбуждения. Возникший поток Фз необходимо-скомпенсировать, так как он направлен противо­ положно потоку Фв, т. е. не дает возбудиться ЭМУ. Для компен­ сации в статоре ЭМУ укладывается компенсирующая обмотка wK, величину поля которой можно регулировать и поток которой направлен противоположно магнитному потоку Ф3.

Рассмотренный ЭМУ может усилить электрическую мощность в сотни тысяч раз. Кроме того, он почти не обладает инерцион­ ностью, т. е. реагирует на изменение входных напряжений почти

стакой же скоростью, как и электронные схемы.

Врадиолокационных устройствах часто бывает необходимо по­ лучить напряжения, пропорциональные скорости вращения от­ дельных валов и механизмов. Эту задачу выполняют тахогене-

раторы, нашедшие широкое применение и в схемах успокоения (демпфирования). Демпфирование необходимо для быстрой ос­ тановки антенных устройств в заданном положении.

Тахогенератор представляет собой обычный генератор пере­ менного или постоянного тока. В случае измерения скорости вра­ щения вала с помощью тахогенератора последний жестко со­

294

пряжения, которая, пройдя через конденсатор С, создает паде­ ние напряжения на сопротивлении R. Снимаемое с сопротивле­ ния R напряжение воздействует на схему привода как отрица­ тельная обратная связь. Полярность этого напряжения такова, что в исполнительном двигателе возникает дополнительный тормозящий момент, максимум которого совпадает с прохожде­ нием антенны через согласованное положение. График 2 (рис. 281, б) показывает согласование системы, медленно под­ ходящее к согласованному положению. При правильно подобран­ ном напряжении демпфирования антенна приходит в заданное положение, как показано на графике 3 (рис. 281,6).

§ 2. Стабилизация антенн РЛС

Точность определения координат цели с помощью РЛС за­ висит от устойчивости геометрической оси антенны в простран­ стве.

Качка, рыскание п циркуляция (поворот) корабля приводят к отклонению диаграммы направленности антенны от направле­ ния на цель, что вызывает ошибки в определении координат. Для устранения влияния качек и рыскания необходимо постоян­ но удерживать диаграмму направленности в выбранном направ­ лении на цель.

Удержание диаграммы направленности антенны в определен­ ном направлении независимо от качек, рыскания и циркуляции корабля называется стабилизацией антенны. Устройства, стаби­ лизирующие антенну, называются системами стабилизации. Дей­ ствие всех систем стабилизации основано на применении гиро­ скопов.

Гироскоп — это симметричное быстровращающееся тело, установленное в специальном подвесе, позволяющем гироскопу изменять свое положение относительно основания подвеса. Наи­ более широко применяется для размещения карданов подвес. Ги­ роскоп с кардановым подвесом (рис. 282) состоит из внутренней 3, внешней 2 рамок, установленных на основании 4. Ротор ги­ роскопа 1 выполнен в виде маховика с тяжелым ободом. Благо­ даря такому подвесу ротор гироскопа обладает тремя степеня­ ми свободы, т. е. может вращаться вокруг трех взаимно перпен­ дикулярных осей:

— вокруг оси Z, называемой осью собственного вращения, — во внутренней рамке карданова подвеса;

—вокруг оси X — в подшипниках внешней рамки вместе с внутренней рамкой;

—вокруг оси У — в подшипниках основания вместе с внут­ ренней и внешней рамками.

•Все три оси вращения пересекаются в одной точке, называе­ мой центром подвеса.

296

Пока гироскоп не приведен во вращательное движение, он не обнаруживает никаких особых свойств; если же ротору со­ общить быстрое вращательное движение, то гироскоп приобре­ тает особые свойства.

Первое из них состоит в том, что ось собственного вращения ротора гироскопа стремится сохранить неизменным направление, данное ей при приведении ротора во вращение. Это свойство проявляется тем заметнее, чем быстрее вращается ротор и чем меньше трение в подшипниках подвеса.

Рис. 282. Трехстепенный гироскоп с кардановым подвесом

Второе свойство заключается в том, что под действием прило­ женной к оси внешней силы F он оказывает сопротивление этой силе и перемещается не в направлении ее действия, а в плоско­ сти, перпендикулярной направлению этой силы.

Движение гироскопа под действием внешней силы называют прецессионным, или прецессией.

На рис. 282 показано направление прецессионного движения гироскопа, когда сила F приложена к его внутреннему кольцу. Под-действием этой силы ось гироскопа будет поворачиваться в вертикальной плоскости вокруг оси У; она может стать в вер­ тикальное положение и поворачиваться далее, если не прекра­ тить действие силы. После прекращения действия силы гироскоп снова будет сохранять неизменным новое направление своей оси.

Для осуществления стабилизации антенного устройства необ­ ходимо создать на корабле систему отсчета, относительно кото­ рой будут измеряться три угла: бортовой и килевой качек и ры­ скания. Применение одного гироскопа позволяет измерять не больше двух углов, поэтому для стабилизации антенного устрой­

297

ства применяют несколько гироскопов, которые вместе с допол­ нительными устройствами образуют отдельные гироскопические приборы: гирогоризонт и гировертикаль.

ставляет собой трехфазный асинхронный двигатель с короткозам­ кнутым ротором. Ротор двигателя, являющийся ротором гиро­ скопа, изготовлен из высококачественной стали и хорошо сба­ лансирован.

Рис. 283. Гирогоризонт (гировертикаль)

Гирораму (рис. 283, а) стабилизируют с помощью одинако­ вых спаренных гироскопов 1 н 2, управляющих стабилизирую­ щими двигателями 5 и 6. Спаренные гироскопы позволяют по­ лучить систему, не чувствительную к перемещениям гирорамы вокруг нестабилизированной оси.

Гирорама и смонтированный в ней гиромотор создают основ­ ной элемент прибора — гироузел. На гирораме есть места для крепления потенциометрических датчиков и токоподводящих устройств.

Потенциометрические датчики используют для преобразова­ ния угловых отклонений, измеренных прибором,в электрический сигнал. Потенциометрические датчики углов качек и рыскания аналогичны по устройству (рис. 284). Они состоят из двух потен­ циометров 1, включенных по мостовой схеме, и движка 2 с токо­ съемами. Потенциометры установлены на основании прибора или гирорамы, а движок — на оси гирорамы или оси гиромотора.

К одной из диагоналей моста подводится постоянное напря­ жение и0, с другой снимается напряжение, пропорциональное уг­ лу отклонения движка от среднего (нулевого) положения.

298

Токоподводы служат для передачи электрической энергии. Наиболее распространены коллекторные (рис. 284, б) и пла­ стинчатые с точечными контактами (рис. 284, в).

Стабилизированная площадка гирогоризонта с течением вре­ мени может заметно изменить свое положение относительно го­ ризонта, что связано с действием сил трения в подшипниках, а

Рис. 284. Потенциометрический датчик (а ) и тоководы (б и е)':

а — коллекторные; б — пластинчатые

также с вращением Земли вокруг своей оси. Для предотвраще­ ния этого на гирогоризонте устанавливаются маятники (рис. 285, а и б), оси подвеса которых'расположены параллельно осям стабилизации гирогоризонта. Каждый маятник, изменяя сопротивление резистора или замыкая контакты, управляет то­ ком в обмотках катушек коррекционного электромагнита.

299