Принцип построения и работа одноотсчетной ССС

На вращающихся трансформаторах

В соответствии с функциональным назначением различают три типа следящих систем (СС), используемых в морских средствах навигации (МСН):

- синхронные следящие системы (ССС);

- решающие следящие системы (РСС);

- интегрирующие следящие системы (ИСС).

ССС предназначены для передачи и воспроизведения навигационной информации в виде угла поворота вала (шкалы репитера). Они используются в различных системах трансляции информации, вырабатываемой морскими средствами навигации.

РСС предназначены для выработки информации на основе данных от нескольких МСН. Они используются в системах курсоуказания, автоматического счисления и др.

ИСС предназначены для выработки навигационной информации путем накопления числа оборотов вала. ИСС используются в автопрокладчиках, гироазимутах, ИНС и в других МСН.

Одноотсчетная самосинхронизирующаяся следящая система (ОССС) состоит (рис. 3.15) из двух вращающихся трансформаторов (ВТ-датчика и ВТ-приемника), усилителя и исполнительного двигателя (АДП). Здесь под самосинхронизацией понимается однозначность согласованных положений роторов ВТ-П и ВТ-Д в рабочем диапазоне углов. ОССС на СКВТ самосинхронизируется при рассогласовании ВТ-П и ВТ-Д в пределах 360^о.

В качестве ВТ-датчика (ВТ-Д) используется СКВТ, работающий в режиме координатора, а в качестве ВТ-приемника (ВТ-П) – СКВТ, работающий в режиме построителя (режим ПВТ).

Напомню, что оба режима, по сути, моделируют векторные преобразования. В режиме координатора вектор моделируемого навигационного параметра раскладывается на две составляющие в прямоугольной системе координат, а в режиме построителя – наоборот, по двум составляющим строится вектор моделируемого навигационного параметра. При этом, работа СКВТ в режиме построителя всегда осуществляется совместно с усилителем и исполнительным двигателем.

Усилитель служит для усиления сигнала рассогласования по напряжению и мощности до величины, достаточной для управления исполнительным двигателем и отработкой им угла рассогласования с необходимой чувствительностью.

Двигатель выбирается исходя из предполагаемой нагрузки на его валу.

Под нечувствительностью системы передачи угла понимают минимальный угол поворота входной оси системы, при котором ее выходная ось приходит в движение, т.е. начинается вращение двигателя, отрабатывающего угол рассогласования.

Точность передачи следящей системы характеризуется статической погрешностью передачи угла, где под статической погрешностью понимается разность между положениями роторов ВТ-Д и ВТ-П после отработки двигателем заданного угла.

Принцип работы одноотсчетной ССС основан на использовании ЭДС, индуцируемой в синусной обмотке ВТ-приемника (ПВТ) для управления исполнительным двигателем, который осуществляет синхронизацию ротора ВТ-приемника с ротором ВТ-датчика по углу поворота.

Условием синхронизации по углу поворота ротора ВТ-приемника с ротором ВТ-датчика является равенство нулю напряжения  в синусной обмотке ВТ-приемника.

Чтобы уяснить суть этих условий, необходимо рассмотреть некоторую математическую зависимость, связывающую в схеме, представленной на рис. 3.15, сигнал, подаваемый на вход ОССС, и углы поворота роторов ВТ-Д и ВТ-П. По существу решение задачи кроется в особенностях работы ВТ-П в режиме построителя (ПВТ).

 

Рис. 3.15. Структурно-функциональная схема ОССС

 

Рассмотрим эти особенности.

Отличительной особенностью режима ПВТ является использование обеих статорных обмоток ВТ-П (обмотки возбуждения и квадратурной) для воспроизведения (построения) вектора навигационной информации по модулю - напряжению   и аргументу (углу β поворота ротора ВТ-П). Информация на статорные обмотки ВТ-П поступает от ВТ-Д, который в режиме СКВТ-координатора вырабатывает две составляющие вектора информации в виде напряжений в роторных (синусной и косинусной) обмотках:

                       (3.20)

где - напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения датчика;  – коэффициент трансформации ВТ-Д, - угол поворота ротора датчика.

Напряжение  подается на квадратурную обмотку , a - на обмотку возбуждения ВТ-приемника.

 

Рис. 3.16. Схема работы СКВТ в режиме построителя (ПВТ)

Протекающие в обмотках токи создают два магнитных потока, показанных на рис. 3.16  в виде векторов - магнитный поток обмотки возбуждения и - магнитный поток квадратурной обмотки.

Если ротор ВТ-приемника развернут на угол , то по направлениям магнитных осей синусной  и косинусной  обмоток будут действовать результирующие магнитные потоки (проекции и ).

                        (3.21)

Поскольку закон изменения  и  соответствует закону изменения напряжений на входных клеммах обмоток (возбуждения и квадратурной) ВТ-П, т.е. соответствует закону изменения напряжения соответственно на косинусной и синусной обмотках ВТ-Д, то напряжения на роторных обмотках ВТ-приемника определяются выражениями вида

(3.22)

где - коэффициент пропорциональности.

Применяя теорему сложения тригонометрических функций, получим:

                              (3.23)

Анализ формул показывает, что при равенстве поворотов роторов датчика и приемника  напряжение в синусной обмотке приемника станет нулевым только при условии , т. е. при условии, что  α = β. Следовательно,

              (3.24)

и является условием синхронизации ВТ-П и ВТ-Д по углу поворота их роторов.

Точность одноотсчетных ССС, построенных на ВТ, значительно выше ССС, построенных на сельсинах. Однако в современных морских системах навигации в ряде случаев указанной точности оказывается недостаточно. Тогда проблему повышения точности передачи информации решают использованием двухканальных ССС (ДССС), работающих по методу точного и грубого отсчета. Такие двухканальные ССС обычно называют двухотсчетными ССС. Заметим, что ДССС строятся на той же элементной базе, что используется в одноотсчетных ССС (ВТ, усилитель, АДП).

При этом ДССС должны обеспечивать достижение следующих результатов:

- существенное повышение точности передачи угла;

- самосинхронизацию в пределах 0 - 360^о.

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться: