книги из ГПНТБ / Нечаев П.А. Электронавигационные приборы учебник

В гирокомпасах типа «Курс» применяется электромагнитное уст­ ройство для ускоренного приведения чувствительного элемента в ме­ ридиан. Это устройство (рис. 109) состоит из многополюсного статора, блока конденсаторов и переключателя. Многополюсный статор выпол­ нен по типу статора двухфазного асинхронного двигателя (см. уст­ ройство следящего двигателя, § 32) и имеет две обмотки — главную Г и вспомогательную В. Для увеличения вращающего момента каж­ дая обмотка образует три пары полюсов. Последовательно с одной

довательно, и изменение направления прецессионного движения ги­ росферы достигается изменением знака начальной фазы тока в одной из обмоток с помощью переключателя.

Конструктивно рассматриваемое устройство выполнено следующим образом (см. рис. 102). Обмотка статора уложена на внутренней сто­ роне кольцеобразного пояса 1, служащего магнитопроводом. На наружной стороне пояса имеется клеммная плата 3, к которой подклю­ чены выводы обмоток. Обмотки статора питаются от судовой сети пе­ ременного тока напряжением 110 В, частотой 50 Гц через понижаю­ щий трансформатор. Питание подводится к клеммам 130 и 131 (см. рис. 109) нактоуза основного компаса, откуда через переключатель по проводникам подается к клеммам платы 3 (см. рис. 102).

Для предохранения статора весь пояс покрыт слоем вулканизи­ рованной резины, а клеммная плата защищена колпачком. Пояс укрепляется на резервуаре при помощи специальной стяжки, которая охватывает обойму смотрового окна резервуара.

Переключатель приведения в меридиан укреплен в средней части нактоуза, а его ручка выведена в нишу, закрываемую откидной крыш­ кой. Переключатель имеет три положения: «Увеличение», «Выключе­ но» и «Уменьшение». Установка рукоятки переключателя в положение «Уменьшение» соответствует прецессии гиросферы в сторону умень­

180

шения отсчета курса, а в положение «Увеличение» — в сторону уве­ личения отсчета курса.

Ускоренное приведение гиросферы в меридиан при помощи элект­ ромагнитного устройства целесообразно производить при неработаю­ щих гиромоторах. Для этого надо в приборе 4Д включить выключа­ тель «Однофазный ток», а затем включить электромагнитное устройство ускоренного приведения и привести гиросферу в меридиан. После этого подать питание на гиромоторы и в течение примерно 20 мин. (время разгона гиромоторов) удерживать гиросферу в меридиане при помощи электромагнитного приспособления.

§38. СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Вгирокомпасе «Курс-4», как и во всех двухроторных гирокомпа­ сах, следящая система работает по схеме моста сопротивлений, со­ ставленного на переходных сопротивлениях жидкости (между срезами широкого полупояса гиросферы и следящими электродами) и на двух постоянных сопротивлениях.

Главное назначение следящей системы в гирокомпасе «Курс-4», как и во всех гирокомпасах, — передавать показания основного компаса на приборы курсоуказания.

Следящая система гирокомпаса состоит из следящей сферы, сле­ дящего двигателя, датчика, азимут-мотора и усилителя. Принципы устройства и работы следящей системы по схеме моста сопротивле­ ний см. в § 32.

При работе без усилителя следящая система «чувствует» рассо­ гласование гиросферы и следящей сферы только при угле рассогласо­ вания не менее 0,5°. Следовательно, точность показаний гирокомпа­ са при работе схемы без усилителя составила бы ±0,5°, что недоста­ точно.

Чтобы увеличить чувствительность следящей системы и тем самым увеличить точность передачи показаний основного компаса на приборы курсоуказания, в схему следящей системы включается магнитный уси­ литель. При работе с усилителем следящая система реагирует на угол рассогласования менее 0,1°.

Принципиальная схема следящей

системы (рис. 110)

Схема моста сопротивлений составлена из переходных сопротивле­ ний rl и г2 между срезами широкого полупояса гиросферы и следя­ щими электродами следящей сферы и постоянных сопротивлений R1 и R2. Этот мост будем называть основным мостом. Основной мост питается от первой и третьей фаз трехфазного тока 120 В, 330 Гц. Третья фаза (29) подводится к экваториальным электродам следящей сферы и с них переходит на широкий полупояс гиросферы через под­ держивающую жидкость. Первая фаза (27) выведена к симметричной относительно сопротивлений R1 и R2 точке моста (точке Е).

181

К клеммам 30 и 31 в диагональ основного моста включен вход магнитного усилителя (точки А и В).

Основными элементами усилителя являются фазовый трансформа­ тор ФТ, два селеновых выпрямителя В1 и В2 и два усилительных дросселя ДУ. Каждый дроссель имеет по управляющей обмотке У 1 и У2 и по две рабочих обмотки Р1 и Р2. Рабочие обмотки соединены также по схеме моста, в диагональ которого включена вспомогательная

!ф(27) 2ф128) Зф(29)

Рис. 110. Принципиальная электрическая схема следящей системы гирокомпаса

«Курс-4»:

i — ги р о с ф е р а ; 2 — с л е д я щ а я с ф е р а ; 3 — в с п о м о га т ел ь н а я о б м о т к а с л е д я щ е г о д в и г а т е л я ;

си г н ал ь н ы й т р а н с ф о р м а т о р ; В К — в ы к л ю ч а т ел ь

обмотка 3 следящего двигателя СД. Этот мост назовем дополнительным мостом сопротивлений. На дополнительный мост питание подается также от первой и третьей фаз.

Главная обмотка 4 следящего двигателя включена между первой и второй фазами через выключатель БД.

Управляющие обмотки У1 и У2 дросселей питаются выпрямленным током от вторичной обмотки фазового трансформатора.

Первичная обмотка фазового трансформатора включена через бал­ ластное сопротивление R3 между первой и третьей фазами.

Когда гиросфера 1 и следящая сфера 2 согласованы, ток третьей фазы с широкого полупояса гиросферы разветвляется через переход­ ные сопротивления rl и г2 на одинаковые по величине токи, которые уходят через постоянные сопротивления R1 и R2 в первую фазу. Сле­ довательно, основной мост находится в равновесии и в его диагонали, подключенной к точкам 30 и 31, ток отсутствует. В этом случае управ­ ляющие обмотки усилительных дросселей питаются выпрямленным током I lt обусловленным только начальной э. д. с. вторичной обмотки фазового трансформатора (рис. 111).

182

Направление начальной э. д. с. вторичной обмотки фазового транс­

форматора при мгновенном направлении тока / н в первичной обмот­ ке от третьей фазы (29) к первой (27) показано стрелкой.

Вследствие того что через управляющие обмотки дросселей текут

одинаковые по величине токи 7Н, сердечники дросселей будут намаг­ ничены одинаково, и индуктивные сопротивления рабочих обмоток Р1 и Р2 (рис. 112) будут также одинаковы. Поэтому дополнительный

мост, составленный на сопротивлениях рабочих обмоток (см. рис. 110), находится в равновесии, через его диагональ ток не протекает, и сле­ дящий двигатель СД не работает.

Предположим теперь, что судно совершает поворот влево. В этом случае переходное сопротивление r l уменьшится, а сопротивление г2 увеличится. Через сопротивления rl и R1 потечет больший ток, чем через сопротивления г2 и R2. При мгновенном направлении тока от третьей фазы (29) к первой фазе (27) через диагональ основного моста потечет ток сигнала рассогласования от точки 30 к точке <31 по следующему пути: от точки 30 к точке А — средней точке вторич­ ной обмотки фазового трансформатора ФТ и здесь разветвляется по двум направлениям:

1) через верхнее плечо вторичной обмотки ФТ, выпрямитель В1, управляющую обмотку У1 дросселя ДУ1, выпрямитель В1 в точку Б

иоттуда к точке 31 основного моста;

2)через нижнее плечо вторичной обмотки ФТ, выпрямитель В2, управляющую обмотку У2 дросселя ДУ2, выпрямитель В2 и через точку Б в точку 31.

На рис. 111 стрелками показаны направления мгновенных на­ пряжений сигналов в плечах вторичной обмотки фазового трансфор­ матора ФТ. Из этого рисунка видно, что в верхнем плече направление

в верхнем плече в каждый момент времени будет действовать напряже­ ние, равное сумме векторов напряжений ив и ис, так как частота сигна­

183

ла рассогласования равна частоте сети, питающей первичную обмотку фазового трансформатора. В нижнем же плече будет действовать

напряжение, равное разности векторов напряжений цн и ис в каждый момент времени. Вследствие этого ток / 2, протекающий через управ­ ляющую обмотку У1 дросселя Д У 1, станет больше начального тока 1± и намагничивание сердечника дросселя увеличится.

Ток / 2, протекающий через управляющую обмотку У2 дросселя ДУ2, станет меньше начального тока 1Ъ и намагничивание сердечника дросселя уменьшится. Увеличение намагничивания сердечника дрос­ селя ДУ1 резко уменьшит индуктивное сопротивление его рабочих обмоток Р1, а уменьшение намагничивания сердечника дросселя ДУ2 резко увеличит индуктивные сопротивления его рабочих обмоток Р2. Вследствие этого равновесие дополнительного моста нарушится, и че­ рез вспомогательную обмотку 3 следящего двигателя СД (см. рис. ПО) потечет ток сигнала рассогласования. Следящий двигатель начнет ра­ ботать и приведет во вращение механически связанный с ним сельсиндатчик Д. Датчик электрически связан с азимут-мотором AM , который повернет следящую сферу вправо, т. е. в сторону согласования с ги­ росферой.

Если судно совершит поворот вправо, то фаза сигнала рассогласо­ вания в диагонали основного моста будет противоположна фазе сиг­ нала, возникающего при повороте судна влево. Вследствие этого

векторы ис напряжения сигнала рассогласования во вторичной об­ мотке фазового трансформатора изменят свои направления на проти­ воположные. В верхнем плече вторичной обмотки вектор напряжения

будет равен разности векторов ип и ис, а в нижнем плече — их сумме. Поэтому при повороте судна вправо ток в управляющей обмотке верх­ него дросселя уменьшится, а в управляющей обмотке нижнего дрос­ селя увеличится. Сопротивления рабочих обмоток Р1 верхнего дросселя резко возрастут, а сопротивления рабочих обмоток Р2 нижнего дрос­ селя резко уменьшатся. Вследствие этого ток во вспомогательной об­ мотке следящего двигателя будет иметь направление, противополож­ ное тому, какое он имел при повороте судна влево. Направление вра­ щения следящего двигателя изменится на противоположное, поэтому он повернет следящую сферу через датчик и азимут-мотор влево, т. е. вновь в сторону согласования с гиросферой.

Вдиагональ основного моста, параллельно входу магнитного уси­ лителя, включена первичная обмотка сигнального трансформатора СТ (см. рис. ПО). Напряжение со вторичной обмотки трансформатора СТ подается к сигнальной неоновой лампе МН-3, в цепь которой последо­ вательно включено добавочное сопротивление R5. Эта лампа загорается при рассогласовании следящей системы на угол, больший 1,5°, и тем самым сигнализирует о неисправности следящей системы.

Вцепь питания вспомогательной обмотки следящего двигателя СД включены два конденсатора С1 и С2, один последовательно, другой параллельно. Эти емкости служат для сдвига фазы тока во вспомога­ тельной обмотке на 90° по отношению к фазе тока в главной об­ мотке.

184

Между выходом и входом усилителя включено секционированное сопротивление R4, которое служит для регулировки чувствительности и скорости отработки следящей системы. При увеличении сопротив­ ления R4 чувствительность и скорость отработки следящей системы возрастают. Оптимальная величина сопротивления подбирается при регулировке схемы. Это сопротивление не должно быть слишком большим, так как увеличение скорости отработки следящей системы влечет за собой увеличение частоты колебаний следящей системы около равновесного положения.

Из электрической схемы следящей системы следует, что схема может работать только с усилителем. Это не является недостатком гирокомпаса, так как вероятность выхода из строя магнитного уси­ лителя мала.

Все элементы магнитного усилителя, а также следящий двига­ тель и датчик смонтированы в трансляционно-усилительном при­ боре 9Б.

Трансляционно-усилительный прибор

Трансляционно-усилительный прибор (прибор 9Б) служит для усиления сигнала рассогласования следящей сферы с гиросферой

иотработки показаний чувствительного элемента на следящую сферу

иприборы курсоуказания.

На рис. 113 показан внешний вид прибора 9Б, а на рис. 114 — его электрическая схема.

Прибор состоит из двух узлов, установленных в корпусе с откры­ вающейся крышкой.

Первый узел, предназначенный для усиления сигнала рассогла­ сования, представляет собой магнитный усилитель, все элементы которого смонтированы на металлической панели, находящейся в верхней части прибора.

На лицевой стороне панели расположены следующие элементы: два селеновых выпрямителя 5 я 12 (на схеме В1 и В2), два сопротив­ ления 10 и И (R1 и R2) по 500 Ом каждое, сопротивление 7 (R3) на 2000 Ом, секционированное сопротивление 8 (R4) на 1500 Ом, конденсаторы 1 и 2 (С1 емкостью 0,5—1 мкФ и С2 емкостью 0,5 мкФ), сигнальный трансформатор 3 (СТ) и сигнальная неоновая лампа 9 МН-3 (Л4) с добавочным сопротивлением 4 (R5) на 20 000 Ом. Кроме того, на лицевой стороне панели находятся 1-амперные предохрани­ тели (зажимы 66, 70) для защиты обмотки возбуждения азимут-мотора и 1-амперные предохранители (зажимы 27, 28 и 29), включенные в цепь трехфазного тока напряжением 120 В, частотой 330 Гц. В правом верхнем углу панели установлен тумблер 6 (BR3) для включения сле­ дящей системы.

На внутренней стороне панели установлены фазовый трансформа­ тор (ФТ) и два усилительных дросселя Д У (ДрЗ и Др4).

Второй узел, расположенный в нижней части прибора 9Б, пред­ назначен для отработки рассогласования следящей сферы и гиросферы

185

На крышке прибора 9Б имеется застекленное окно, через которое можно наблюдать за сигнальной неоновой лампой «Рассогласование следящей системы».

Рис. 114. Электрическая схема трансляционно-усилительного прибора

Напряжение для зажигания неоновой лампы МН-3 (Л4) находится в пределах 56—65В, что следует учитывать при ее замене во избежа­ ние ложных сигналов.

§ 39. ПРИБОРЫ КУРСОУКАЗАНИЯ

Основной компас устанавливается в гиропосту, откуда его показа­ ния передаются в рулевую и штурманскую рубки, на мостик и в другие помещения, где устанавливаются приборы курсоуказания. К ним от­ носятся репитеры, курсографы и приборы, служащие для их подвеса.

Репитеры

В гирокомпасах «Курс-4» для транспортных судов применяются репитеры трех типов: приборы 19А, 38 и 38А.

187

П р и б о р 19А (рис. 115) предназначен для пеленгования и под­ вешивается на специальной колонке, называемой пелорусом, установ­ ленной на крыльях мостика.

Репитер имеет металлический, застекленный сверху корпус. В цент­ ре стекла находится металлическая букса с отверстием, служащая для центрирования пеленгатора при установке его на репитер.

На корпусе имеются цапфы для подвеса репитера в кардановом кольце иелоруса.

На кольцевом ободе корпуса, охватывающем стекло, нанесена шка­ ла, называемая азимутальным кругом и предназначенная для отсчета курсовых углов. Азимутальный круг разбит на 360 градусных

делений, по 180° в обе стороны.

Для придания азимутальному кругу горизонтального положения, необходи­ мого при пеленговании, в нижней части корпуса репитера укреплен груз.

Внутри корпуса расположены сель­ син-приемник 3 типа БС-404А (рис. 116), укрепленный на специальном кронштей­ не, картушка грубого отсчета 1 и кар­ тушка точного отсчета 2.

Конструктивно картушки оформлены таким образом, что их оси вращения совпадают и картушка грубого отсчета вращается вокруг картушки точного от­ счета, охватывая последнюю в виде кольца. Обе картушки лежат в одной плоскости, и над ними укреплен непод­ вижный индекс — курсовая черта 7.

Картушка 2 точного отсчета разбита на 100 делений с ценой каж­ дого 0,1° и оцифрована через каждый градус. На оси картушки точ­ ного отсчета имеется трибка, сцепленная посредством зубчатой пере­ дачи с картушкой 1 грубого отсчета. Картушка 1 разбита на 360 де­ лений с ценой каждого 1° и оцифрована через каждые 10°.

Если репитер согласован с основным компасом, то при курсе судна 0° нулевые деления картушек точного и грубого отсчетов находятся точно под курсовой чертой.

При изменении судном курса на 10° картушка грубого отсчета также поворачивается на 10°, а картушка точного отсчета совершает полный оборот, причем одинаковые градусные деления картушек про­ ходят под курсовой чертой одновременно. Поэтому для снятия отсчета курса по репитеру надо с картушки грубого отсчета снять целые десят­ ки градусов, а с картушки точного отсчета — единицы и десятые доли градусов. На картушке грубого отсчета, кроме основной шкалы, имеется шкала для пеленгования, оцифровка которой произведена в зеркаль­ ном изображении. Поэтому при пеленговании цифры на этой шкале в призме пеленгатора видны в прямом изображении.

Картушки грубого и точного отсчета изготовлены из стекла и под­ свечиваются тремя лампочками. В приборе установлен трансформа-

188

189