рольованої величини вихідний сигнал датчика, як правило, один: електрична напруга в вольтах. Таким чином, датчики органічно включають елемент перетворення сигналів.
В автоматизованих системах управління ЕПС по струму і швидкості потрібні датчики відповідних величин. Якщо управління ведеться по тяговому (гальмівного) зусиллю, то інформацію про це отримують непрямим шляхом.
3.3.1 Датчики струму
Як датчики змінного струму використовують вимірювальні трансформатори. Датчики постійного струму на ЕРС з метою гальванічної розв'язки високовольтних ланцюгів і управління виконують у вигляді трансформаторів постійного струму (ТПТ) на базі магнітних підсилювачів. На електровозі ВЛ80р в ланцюгах вимірювання використовуються датчики струму (ДТ - 039) з наступними технічними даними:
напруга живлення 127 В;
коефіцієнт трансформації 1 240 мА/А;
опір навантаження 44 Ом;
номінальний первинний струм +1100 А;
режим роботи тривалий.
3.3.2 Датчики швидкості
У системах автоуправління ЕПС використовуються тахогенераторние датчики швидкості, встановлювані в буксовими вузлі і механічно з'єднані з віссю колісної пари.
Зовнішню характеристику тахогенератора можна вважати лінійної
(13)
датчик в цілому - безінерційним, а передавальний коефіцієнт є, по суті, масштабним коефіцієнтом, що переводять швидкість (км/год або м/с) в вольти. При проектуванні можна умовно вважати, що кілометру на годину відповідає один У вихідної напруги.
3.3.3 Датчики сили
Безпосереднє вимірювання сили (тяги і гальмування) хоча принципово і можливо за допомогою тензометричних або подібних їм пристроїв, проте в експлуатаційних умовах на ЕРС такі датчики ще не знайшли практичного застосування. Тому інформацію про сили тяги або гальмування отримують непрямим шляхом, для чого використовуються функціональні перетворювачі.
Рис. 4
Так, наприклад, інформацію про величину гальмівної сили можна отримати, виконавши у відповідності з виразом
, (14)
дві операції: функціональне перетворення по нелінійному закону струму збудження Iв в магнітний потік Ф; перемножування магнітного потоку і струму якоря з урахуванням масштабних коефіцієнтів. Функціонально датчик сили складається з кількох елементів (рис. 6), найчастіше нелінійних, взаємодіючих між собою на принципі обчислювальних пристроїв безперервної дії. Часто операції функціонального перетворення і перемноження поєднуються в одному пристрої.
Оскільки для виконання функціональних перетворювачів використовуються швидкодіючі (часто - електронні) елементи, в динамічному режимі їх можна вважати безінерційні.
.4 заданий пристрій (задатчик)
В якості задаючих елементів використовуються пристрої, у яких вихідний сигнал U вих змінюється залежно від положення якого-небудь перемещающегося елемента, що приводиться в рух найчастіше вручну або автоматично за заданою програмою. Задатчиками можуть бути потенціометри і регульовані резистори, поворотні трансформатори, сельсини.
Для потенціометра (рис. 6, а) вихідний сигнал (при рівномірному розподілі опору по довжині), для сельсина (рис. 7, б), що працює в режимі задатчика,
,
де k - коефіцієнт, залежить від параметрів сельсина;
- кут відліку, при цьому за вихідне положення задатчика приймається таке, при якому U вих=0, тобто,.
Рис. 5
інерційність задають пристроїв, як правило, нехтують, тому що перехідний процес в системі управління починається після появи керуючого сигналу, тобто вихідного сигналу задатчика.
.5 ЕЛЕМЕНТИ ПОРІВНЯННЯ АБО Компаратор
Елементи порівняння являють собою обчислювальні пристрої автоматики, що виконують операцію віднімання для отримання сигналу різниці між двома вхідними (рис. 6). Найчастіше на елементі порівняння отримують сигнал неузгодженості (помилки) між сигналами задає устрою і зворотного зв'язку (датчика).
Найпростіші елементи порівняння напруг виконуються за схемами рис. 6, в, г, які реалізують операцію:
, (15)
Принципово операція порівняння може бути виконана на будь-якому пристрої, що має більше одного входу (магнітні або електромашинні підсилювачі тощо.).
Рис. 6
Особливістю потенціометричних елементів порівняння, подібних зображеним на рис. 6, в, г, є їх безінерційність, в той час як обмотки управління магнітних і машинних підсилювачів володіють певною інерційністю.
3.6 ПІДСИЛЮВАЧІ
Слід розрізняти поняття: підсилювач, як конструктивний вузол (магнітний, машинний і т.п.) і як елемент за функціональним призначенням у загальній схемі автоматики. Так, наприклад, магнітний підсилювач залежно від способу його використ...
