Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Мои изобретения
.pdf
111
При движении стрелки в окрестностях радиального паза, разделяющего эти электроды, емкость одного электрода будет уменьшаться, а
другого увеличиваться.
В зоне неподвижных электродов 12, 13 и 14, 15 находится часть
стрелки 6 и ее хвостовик 7.
Форма паза между электродами 12 и 13 такова, что площади перекрытия неподвижных электродов 12, 13 и стрелки 6 с хвостовой частью 7 при ее движении в одну сторону изменяются синусоидально и
дифференциально относительно друг друга, при этом выходные емкости электродов 12, 13 также будут изменяться дифференциально и
синусоидально.
Форма паза между электродами 14 и 15 такова, что площади перекрытия неподвижных электродов 14, 15 и стрелки 6 с хвостовой частью 7 при ее движении в одну сторону изменяются косинусоидально
и дифференциально относительно друг друга, при этом выходные емкости электродов 14, 15 также будут изменяться дифференциально и
косинусоидально.
Результаты экспериментального исследования опытного образца
предлагаемого емкостного датчика углового положения стрелочного
указателя (фиг. 1, 2) приведены на фиг. 3, где С8, С9, С10, С11 – зависимости изменения выходных емкостей между стрелкой 6 и неподвижными электродами 8, 9, 10, 11 соответственно; С12, С13, С14, С15 – зависимости изменения выходных емкостей между стрелкой 6, с хвостовиком 7, и неподвижными электродами 12, 13, 14, 15 соответственно,
при изменении угла поворота стрелочного указателя от 0 до 360.
Применение в емкостном датчике для формирования выходной
емкости в зоне неподвижных электродов 12, 13 и 14, 15 части стрелки
6 и ее хвостовика 7 увеличивает суммарную длину подвижного электрода, что приводит к увеличению чувствительности датчика. В тоже
время зависимости С12, С13, С14, С15 (фиг. 3) изменяются в два периода
112
за один оборот стрелки 6, что может привести к неоднозначности определения углового положения указателя. Для исключения неоднозначности и используются выходные емкости дугообразных электродов 8, 9, 10, 11.
Выходная емкость между стрелкой 6 и дополнительным неподвижным электродом в виде концентрического кольца 5 (фиг. 1, 2) не
зависит от угла поворота стрелки и может использоваться, как и в
прототипе, для ввода поправки на изменение зазора между стрелкой и
шкалой.
Исследования показали, что предлагаемый емкостный датчик углового положения стрелочного указателя имеет достаточную чувствительность и может использоваться в приборах с круговой шкалой и
стрелочным указателем, имеющим хвостовую часть.
Предлагаемый емкостный датчик может найти применение в измерительных системах со стрелочными приборами и автоматическим
сбором информации о значениях контролируемых величин.
Формула полезной модели
Емкостный датчик углового положения стрелочного указателя,
содержащий шкалу измерительного прибора с нанесенными на нее
неподвижными электродами из токопроводящего материала, электрически изолированными как от шкалы, так и от остальных элементов
конструкции измерительного прибора, и стрелочный указатель из токопроводящего материала, отличающийся тем, что неподвижные
электроды представляют собой несколько концентрических колец с
центром на оси вращения стрелки, отделенных друг от друга пазами,
при этом внешнее кольцо разделено радиальными пазами на дугообразные электроды, другие два кольца разделены пазами на две части,
причем формы пазов выполнены с возможностью дифференциального, синусоидального и косинусоидального изменения емкостей между
стрелкой и каждым из неподвижных электродов.
113
№ 159898. Оконечный каскад усилителя системы
управления двухфазным асинхронным двигателем
МПК H03F 3/20 (2006.01). Заявка: 2015146273/08, 27.10.2015.
Опубликовано 20.02.2016. Бюллетень № 5.
Автор: В. Н. Шивринский
Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное обра-
зовательное учреждение высшего профессионального образования
«Ульяновский государственный технический университет»
Полезная модель относится к области измерительной техники и
может быть использована в приборах, имеющих в своем составе автоматические следящие системы.
Известен однотактный усилитель мощности, содержащий входной трансформатор, транзистор, цепи смещения его рабочей точки,
выходной трансформатор (см. Баркан В. Ф., Жданов В. К. Усилительная и импульсная техника. – М.: Машиностроение, 1981, – стр. 40).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится его низкий коэффициент полезного действия (0,4...0,45).
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному устройству по совокупности признаков является двухтактный усилитель мощности со стабилизированным смещением на базах транзисторов, работающий в режиме класса В (см. там же, стр. 51, рис. 3.20),
и принятый за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится отсутствие сигнала для обратной связи
следящей системы, пропорционального скорости вращения ротора
двигателя.
Технический результат – выделение сигнала для обратной связи
следящей системы, пропорционального скорости вращения ротора
двигателя.
114
Указанный технический результат при осуществлении полезной
модели достигается тем, что известный усилитель мощности со стабилизированным смещением на базах транзисторов, работающий в
режиме класса В, содержит входной трансформатор, двухтактный
оконечный каскад и выходной трансформатор.
Особенностью является то, что обмотка управления двигателя
подключена к коллекторам транзисторов, а первичная обмотка выходного трансформатора подсоединена к коллекторам транзисторов
через диоды, включенные в обратном направлении, при этом средние
точки первичной обмотки выходного трансформатора и обмотки
управления двигателя соединены между собой и подключены к источнику питания оконечного каскада.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1
представлена электрическая принципиальная схема оконечного каскада усилителя системы управления двухфазным асинхронным двигателем, на фиг. 2 – зависимости изменения токов и напряжений в
схеме за два периода входного сигнала управления двигателем.
Фиг. 1
115
Фиг. 2
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата,
заключаются в следующем.
Оконечный каскад усилителя системы управления двухфазным
асинхронным двигателем, содержит входной трансформатор 1, двухтактный оконечный каскад 2 со стабилизированным диодом 3 и сопротивлением 4 смещением на базах транзисторов 5, 6 и выходной
трансформатор 7.
Обмотка 8 управления двигателя 9 подключена к коллекторам
транзисторов 5, 6, а первичная обмотка 10 выходного трансформатора 7 подсоединена к коллекторам транзисторов 5, 6 через диоды 11,
12, включенные в обратном направлении, при этом средние точки
13, 14 первичной обмотки 10 выходного трансформатора 7 и обмотки 8 управления двигателя 9 соединены между собой и подключены
к источнику 15 питания оконечного каскада 2. Обмотка 16 возбуждения двигателя 9 запитывается напряжением переменного тока,
116
сдвинутого по фазе на 90º относительно напряжения на обмотке 8
управления. Сигнал управления двигателем 9 подается на первичную обмотку 17 входного трансформатора 1. Сигнал для обратной
связи следящей системы снимается с вторичной обмотки 18 выходного трансформатора 7.
Оконечный каскад усилителя системы управления двухфазным
асинхронным двигателем работает следующим образом.
При подаче на первичную обмотку 17 входного трансформатора 1
сигнала управления двигателем 9 импульсы тока в коллекторных цепях транзисторов 5, 6, работающих в режиме класса В, возникают поочередно. На протяжении первого полупериода открывается коллекторная цепь транзистора 5, а на протяжении второго полупериода –
цепь транзистора 6. Поскольку импульсы коллекторных токов проходят через половины обмотки 8 двигателя 9, то их действия суммируются, что и приводит к вращению двигателя 9.
Так как первичная обмотка 10 выходного трансформатора 7 подсоединена к коллекторам транзисторов 5, 6 через диоды 11, 12, включенные в обратном направлении, то коллекторные токи транзисторов
5, 6 через первичную обмотку 10 выходного трансформатора 7 не
проходят.
В то же время на протяжении второго полупериода закрывается
коллекторная цепь транзистора 5, а на протяжении первого полупериода – цепь транзистора 6. Импульсы коллекторных токов через половины обмотки 8 двигателя 9 не проходят. В эти моменты времени в
половинах обмотки 8 индуктируется напряжение, пропорциональное
скорости вращения двигателя 9.
Индуктируемые в половинах обмотки 8 напряжения через диоды
11, 12 прикладываются к половинам первичной обмотки 10 выходного трансформатора 7. На протяжении первого полупериода открывается диод 12, а на протяжении второго полупериода – диод 11.
117
Импульсы, индуктируемых этими напряжениями токов, проходят через половины первичной обмотки 10 выходного трансформатора 7 и
их действия суммируются. Во вторичной обмотке 18 выходного
трансформатора 7 формируется напряжение переменного тока, пропорциональное скорости вращения двигателя 9.
Результаты экспериментального исследования опытного образца
предлагаемого оконечного каскада усилителя системы управления
двухфазным асинхронным двигателем (фиг. 1) приведены на фиг. 2,
где I5, I6 – зависимости изменения импульсов тока в коллекторных
цепях транзисторов 5, 6, работающих в режиме класса В; I11, I12 – зависимости изменения импульсов тока через диоды 11, 12 (а следовательно, и через половины первичной обмотки 10 выходного трансформатора 7); U18 – зависимость изменения напряжения во вторичной
обмотке 18 выходного трансформатора 7 за два периода входного
сигнала управления двигателем 9.
Исследования показали, что предлагаемый оконечный каскад
усилителя системы управления двухфазным асинхронным двигателем
имеет возможность выделения сигнала для обратной связи следящей
системы, пропорционального скорости вращения ротора двигателя.
Предлагаемый оконечный каскад усилителя системы управления
двухфазным асинхронным двигателем может найти применение в измерительных приборах, имеющих в своем составе автоматические
следящие системы.
Формула полезной модели
Оконечный каскад усилителя системы управления двухфазным
асинхронным двигателем, содержащий входной трансформатор,
двухтактный оконечный каскад со стабилизированным смещением на
базах транзисторов и выходной трансформатор, отличающийся тем,
что обмотка управления двигателя подключена к коллекторам транзисторов, а первичная обмотка выходного трансформатора подсоеди-
118
нена к коллекторам транзисторов через диоды, включенные в обратном направлении, при этом средние точки первичной обмотки выходного трансформатора и обмотки управления двигателя соединены
между собой и подключены к источнику питания оконечного каскада.
№ 164239. Графопостроитель
МПК G06K 15/22 (2006.01). Заявка: 2015155118/08, 22.12.2015.
Опубликовано 20.08.2016. Бюллетень № 23.
Автор: В. Н. Шивринский
Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное обра-
зовательное учреждение высшего профессионального образования
«Ульяновский государственный технический университет»
Полезная модель относится к вычислительной технике, в частности к устройствам вывода графической информации, и может быть
использована для отображения быстропротекающих процессов.
Известны графопостроители, содержащие стол–планшет, пишущий узел, перемещаемый электродвигателями через редукторы и барабаны с помощью тросов по двум координатам (см. авт. свид. СССР
№ 271900, G06G 7/04, G06K 15/22, Б.И. № 18, 1970).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного графопостроителя, относятся наличие барабанов, редукторов, связывающих исполнительные двигатели с пишущим узлом, что приводит к значительной
величине приведенной подвижной массы, силы трения и люфтов,
снижающих точность и динамические показатели графопостроителя.
Наиболее близким графопостроителем того же назначения к заявленному графопостроителю по совокупности признаков является графопостроитель, содержащий стол–планшет с направляющими, пишущий узел, укрепленный тросами, натянутыми на шкивы, установленные в корпусах подвижных боковых кареток, являющиеся якорями линейных электродвигателей, (см. авт. свид. СССР № 877587,
G06K 15/22, Б.И. № 40, 1981) и принятый за прототип.
119
На вход блоков управления линейными электродвигателями подаются электрические сигналы, пропорциональные текущим координатам Х и У.
При этом электромагнитные силы, созданные токами индукторов
линейных электродвигателей, непосредственно приложены синфазно
к боковым кареткам.
Под действием электромагнитных сил боковые каретки перемещают через соответствующие тросы пишущий узел по заданной
траектории.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже результата при использовании известного графопостроителя, принятого
за прототип, относятся колебания пишущего узла при его перемещениях боковыми каретками, вызванные массой пишущего узла и свойством натянутых тросов совершать поперечные колебания, что приводит к понижению точности отображения графической информации.
Технический результат – повышение точности отображения
графической информации.
Указанный технический результат при осуществлении полезной
модели достигается тем, что известный графопостроитель содержит
стол-планшет с направляющими боковых кареток, пишущий узел,
связанный тросами с подвижными боковыми каретками, перемещение которых по направляющим обеспечивают электромагнитные силы, созданные индукторами линейных электродвигателей.
Особенностью является то, что на пишущем узле закреплены четыре троса, каждый из которых натянут на шкивы, установленные в
двух смежных, взаимно перпендикулярных, подвижных боковых каретках, и на шкивы, оси вращения которых установлены неподвижно
относительно стола–планшета.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где представлена схема предлагаемого графопостроителя.
120
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата,
заключаются в следующем.
Графопостроитель содержит направляющие 1÷4 и индукторы 5÷8
линейных электродвигателей, укрепленных неподвижно относительно прямоугольного стола–планшета 9. На направляющих 1÷4 установлены подвижные боковые каретки 10÷13 со шкивами 14÷21, оси
вращения которых ориентированы перпендикулярно плоскости стола–планшета 9. На шкивы 14÷21 подвижных боковых кареток 10÷13 и
шкивы 22, оси вращения которых установлены неподвижно относи-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]