Датчики скорости. Тахогенераторы постоянного того (ТГ ПТ) и асинхронные тахогенераторы (АТГ).

При прямом способе измерения скорости движения применяют тахогенераторы, при косвенном способе измерения информацию о скорости получают через другие величины, более доступные для измерения.

Тахогенераторы. В качестве ДС в ЭП ПР применяют тахогенераторы (ТГ) постоянного тока и асинхронные тахогенераторы. Возможно применение и дифференциального трансформаторного датчика. Конструктивно чаще всего ТГ встраивается в двигатель и измеряет угловую скорость вращения вала двигателя. ТГ представляет собой электрическую машину постоянного тока или асинхронную машину, вал которого соединен с выходным валом двигателя. Угловая скорость измеряется, а выходное напряжение пропорционально угловой скорости. ТГ ПТ по принципу действия и конструктивному исполнению являются обычными электрическими машинами ПТ, работающими в генераторном режиме. возбуждение осуществляется либо от ПМ, либо от обмотки возбуждения.РИСУНОК

Для приводов, работающих на переменном токе, можно использовать ТГ переменного тока. Они представляют собой электрические машины переменного тока с короткозамкнутым или полым немагнитным ротором. Две статорные обмотки укладываются в пазы статора таким образом, что они смещены на 90 град, т.е.чтобы их магнитные оси были взаимно перпендикулярны. Одна из обмоток является возбуждающей и подключается к источнику питания переменного тока, другая обмотка-выходной.

Чувствительность ТГПТ 15…25 мВ/(об/мин), чувствительность АТГ 2…5 мВ/(об/мин). Точность измерения частоты вращения 0, 5…2, 5%, для прецезионных ТГ 0, 05…0, 1%. дополнительная погрешность температурная не превышает 0, 4%. Выходное напряжение ТГПТ составляет 50В. Выходное напряжение АТГ 10…60В. В динамике ТГ описывается передаточной функцией апериодического звена , где К_ТГ-передаточный коэффициент ТГ, Т_ТГ-постоянная времени ТГ.

21.Аналоговые регуляторы скорости и тока: операционный усилитель с одним и несколькими входами.

В системах управления электроприводов аналоговые регуляторы скорости и тока строят на базе операционных усилителей. Они представляют собой усилители постоянного тока с отрицательной обратной связью и высоким коэффициентом усиления К по напряжению (порядка сотен тысяч). Входное сопротивление усилителя высокое, а выходное – малое. Операционные усилители почти идеально реализуют требуемый закон управления и выполнить любые арифметические действия. Возможность вычитания входных сигналов позволяет использовать усилитель в качестве элемента сравнения в контуре регулирования. Схема операционного усилителя с одним входом:

Передаточная функция ОУ вычисляется по формуле: W(S)=U_вых(S)/U_вх(S)= -z₂(S)/z₁(S), где z₁(S) и z₂(S)-операторы сопротивлений, знак «-» говорит о том, что выходной сигнал отличается по фазе от входного на 180 град. Приведенная формула справедлива, когда К»1

Схема операционного усилителя с несколькими входами:

Можно описать уравнением преобразования Лапласа U_вых(S)= -S(z_2i(S)/z_1i(S))·U_вх(S). Если включать различные резисторы и конденсаторы на входе усилителя и в обратной связи, то можно менять передаточную функцию регулятора, а значит, реализовать различные законы управления.

22.Цифровые датчики: кодовые датчики, использование резольвера в качестве датчика обратной связи в цифровых системах управления.

Кодовые датчики: они преобразуют угловое перемещение вала в код. Они выполняются в виде кодирующего диска с фотоэлектрической(оптической) системой считывания. Принципиальная схема кодирующего устройства:

где 1-вал кодирующего диска, 2-фотоприемники(фоточувствительные элементы), 3-источник света, 4-целевая диафрагма, 5-кодирующий диск. Диск представляет собой стеклянное основание с кодовой маской, состоящей из кодовых дорожек, число которых равно требуемому числу разрядов выходного сигнала. На дорожке чередуются прозрачные и непрозрачные для света участки. Прозрачные имитируют 1, а непрозрачные-0 двоичного кода. С одной стороны диска размещена источник света, а с другой-щелевая диафрагма и панель, на которой вдоль радиуса диска размещены фотоприемники (фоторезисторы или фотодиоды). Принцип действия: в момент измерения угла луч света проходит через щель и освещает фотоэлементы. Сигналы с них поступают в усилительно-преобразовательное устройство, формирующее выходной сигнал требуемого логического уровня. Этим устройством угол преобразуется в кодовую комбинацию электрических сигналов и записывается в память компьютера. Использование резольвера в качестве датчика обратной связи в цифровых системах управления: в этом случае аналоговый выходной сигнал резольвера преобразуют в цифровой код с помощью специального преобразователя.

где 1-генератор импульсов, 2-делитель частоты(f₁: f₂=2000: 1), 3-преобразователь прямоугольного напряжения в синусоидальное, 4-звено, осуществляющее сдвиг фазы, 5-резольвер, 6-преобразователь напряжения, 7-звено, выделяющее фазу, 8-счетчик 11 бит, 9-регистр памяти.