Вопросы повышения точности измерителей рассогласования

Технологическая погрешность ИР (3.28) входит как составляющая в общую ошибку системы управления. Ошибка системы зависит от режима ее работы, но погрешность ИР при этом остается неизменной. Это обстоятельство во многих случаях вынуждает разработчиков систем искать пути увеличения точности ИР, использующих стандартные сельсины или ВТ. Основной путь решения данной проблемы — создание двухотсчетных (двухканальных) ИР. В этом случае в системе используются два параллельно работающих ИР, образующих два канала измерения грубого (ГО) и точного (ТО) отчета. Капал ГО работает, как рассматривалось выше, при больших рассогласованиях в системе. По мере уменьшения сигнала рассогласования влияние канала ГО ослабевает и происходит плавное увеличение сигнала ошибки, измеряемое каналом ТО. Подобное переключение осуществляется специальным электронным селектором. Кроме того, как между датчиками ГО и ТО, так и между приемниками ТО и ГО стоят специальные повышающие механические редукторы с коэффициентом редукции 15—30. Это не силовые, а специальные измерительные редукторы высокого качества изготовления с применением разрезных шестерен для устранения люфта. Поясним на числовом примере смысл введения подобных редукторов.

Пусть коэффициент передачи ИР на больших углах рассогласования составляет 1 В/градус, коэффициент редукции равен 30. Тогда при угле рассогласования в 30° канал ГО зафиксирует 30 В. При угле рассогласования Г на выходе канала ГО будет 1 В, а на выходе канала ТО — 30 В, и система здесь уже будет работать по каналу ТО. При этом чувствительность ИР увеличилась в 30 раз, а технологическая погрешность осталась неизменной. В обратном пересчете именно технологическая погрешность ИР по каналу ТО сокращается в 30 раз.

Очевидными недостатками такого способа увеличения точности ИР является его высокая стоимость и рост габаритов ИР. Развитие техники привело к созданию измерительных трансформаторов с электрической редукцией — редуктосинов и индуктосинов. Смысл электрической редукции тот же, что закладывается в конструкцию реактивных шаговых двигателей для уменьшения их шага. Эти приборы являются многополюсными трансформаторами с разным числом полюсов на статоре и роторе для САУ с малым углом поворота.

Индукционные редуктосины — это бесконтактные СКВТ. Коэффициент редукции — до 256. Ротор без обмотки с количеством зубцов (полюсов) меньшим, чем число полюсов статора. На полюсах статора размещены обмотка возбуждения (направление намотки чередуется на соседних полюсах), синусная и косинусная обмотки намотаны через полюс и чередуются друг относительно друга. Таким образом, на каждом полюсе по две обмотки: одна — обмотка возбуждения и другая — либо синусная, либо косинусная.

Недостаток — сложность конструкции и отсюда — высокая стоимость изделия.

Проще и значительно дешевле индуктосины. В их основе два диска с печатными обмотками. Роторная обмотка однофазная, а обмотка статора двухфазная. Зазоры между дисками — до 0,1 мм. Обмотки, распределенные с разными шагами для ротора и статора. Устройство — по тому же принципу, как у редуктосина. Диаметры дисков 300 мм при коэффициенте редукции 256, точность — до 1 угловой секунды.

Недостаток — малая амплитуда выходной ЭДС.

Рассмотренные выше подходы к увеличению точности ИР систем управления и недостатки этих устройств привели к построению ИР на базе энкодеров, которые рассматриваются в гл. 2.