37

Глава 7. Следящий электропривод

7.1. Классификация следящих систем

1. Системы синхронной связи

2. Следящие приводы (электро, гидро и т.д.)

а) по назначению;

б) по исполнению аппаратной части;

в) по принципу управления (с регулированием по отклонению (ошибке), по возмущению, комбинированный);

г) по порядку астатизма;

д) по виду передаваемых сигналов (аналоговые, цифровые, цифроаналогов, аналогоцифров)

7.2. Принцип действия и типовые узлы следящих эп

Следящим ЭП называется электромеханическая система, предназначенная для отработки задающих сигналов с требуемой точностью в статике и динамике. Следящие ЭП являются замкнутыми системами регулирования.

1. Функциональная схема следящего ЭП

РИС

ДР – датчик рассогласования (чувствительный элемент);

У – промежуточный усилитель (регулятор);

П – преобразователь (транзисторный или тиристорный);

ИД – исполнительный двигатель;

Р – редуктор;

ИМ – исполнительный механизм;

- угловая ошибка; - линейная ошибка.

2. Типовые элементы следящих ЭП и их характеристики

1) Датчики рассогласования – служат для определения величины и знака ошибки

а) потенциометрический датчик. Потенциометр должен быть прецизионным (точным).

РИС

б) Сельсинный датчик. Исполнительный сельсин работает в трансформаторном режиме. Сельсин имеет 2-фазную обмотку статора и 3-фазную обмотку ротора. Бывают контактными и бесконтактными.

РИС

.

Сельсинный датчик может иметь статическую и динамическую ошибку, что определяется классом точности сельсинов.

	СД, , не более, град	СТ, , не более, град
1-й класс	0,25	0,5
2-й класс	0,5	1
3-й класс	1	2

Ограничение точности сельсинов ограничивает статическую ошибку следящей системы. Сельсины могут иметь скоростную и динамическую ошибки вследствие возрастания помех.

Способы повышения точности датчиков:

1. применение однофазных сельсинов (микросинов) с дифференциальным (встречным) включением вторичных обмоток;

2. системы двойного отсчета

РИС

ГО – грубый отсчет; ТО – точный отсчет. ГО служит для первоначальной синхронизации системы при ; ТО – для точной синхронизации при малых углах.

- коэффициент передачи сельсина; ;;. В точке С срабатывает система селекции (компаратор), переключая систему с грубого на точный отсчет. Кроме механической редукции возможно применение систем двойного отсчета с магнитной редукцией.

в) ЛВТ и СКВТ. Являются аналогами сельсинов.

ЛВТ: ; СКВТ:

г) Индуктосины – линейные индуктивные датчики. Служат в качестве датчиков положения в приводах станков. Линейка из алюминия имеет уложенный с шагом 2 мм проводник. Головка индуктосина, приводимая в движение от ИД, генерирует сигнал , частотой. Погрешность индуктосина:

при длине линейки ;

при длине линейки .

д) Фотоэлектрические датчики серии ПДФ. Преимуществом является отсутствие температурного и временного дрейфа. .

Все рассмотренные выше датчики можно считать безинерционными динамическими звеньями.

3. Фазочувствительные выпрямители (ФЧВ) и усилители.

Сельсины и индуктосины изменяют фазу выходного напряжения при изменении знака ошибки, следовательно, необходимо включать на их выход ФЧВ для определения величины и знака ошибки. . Конструктивно ФЧВ выполнены как демодуляторы (см. курс. ЭУСУ: однотактная, двухтактная, и кольцевая схемы). Как динамические звенья ФЧВ считаются апериодическими, поскольку на их выход включается фильтр с постоянной временидля сглаживания пульсаций..

4. Исполнительные двигатели (ИД). Для следящих систем применяются малоинерционные двигатели постоянного и переменного тока, в частности двигатели с гладким якорем (постоянного тока) и двухфазные АД с полым ротором.

; ;

У ИД не ослабляют поток возбуждения, поскольку увеличивается , поэтому СУ всегда однозонная.