Ахметжанов А. А. Высокоточные системы передачи угла автоматических устройств. Учеб. пособие для вузов. М., •«Энергия», 1975. 288 с. с ил. Книга посвящена изложению основных положений расчета и проектирования высокоточных систем передачи угла с использованием преобразователей с электрической редукцией. Рассматриваются основные элементы, типовые схемы аналоговых и цифровых систем передачи угла с точки- зрения обеспечения высокой точности, а также приводятся некоторые положения по анализу устойчивости и расчету типовых следящих систем для получения требуемой динамической точности. Книга является учебным пособием для студентов вузоп и техникумов, а также может представлять интерес для инженеров и науч-ных работников. ПРЕДИСЛОВИЕ

В современных приборах и автоматических устройствах широкое применение нашли различные аналоговые и цифровые системы передачи угла, являющиеся одной из наиболее распространенных разновидностей следящих систем.
В настоящее время в ряде случаев требуются системы передачи угла, погрешность которых не превышает одной угловой минуты, а иногда и нескольких угловых секунд. Погрешность систем передачи угла определяется главным образом погрешностью их измерительных элементов. Применяемые в качестве измерительных элементов наиболее прецизионные двухполюсные вращающиеся трансформаторы позволяют передать угол с погрешностью, не превышающей ± (2^-5)'. Теория и расчет синус-но-косинусных вращающихся трансформаторов, а также методы их проектирования изложены в работах А. А. Па-пернова, Ю. С. Чечета, В. В. Хрущева, Ю. М. Пульера, А. А. Батоврина, В. А. Липского, Э. А. Нокална, Ю. Е. Рабкина и др.
Дальнейшее повышение точности систем передачи угла с двухполюсными вращающимися трансформаторами ограничивается возможностями технологии их изготовления.
Наиболее перспективным направлением повышения точности является применение в системах передачи угла измерительных элементов с электрической редукцией, в которых происходит уменьшение влияния технологических факторов изготовления за счет их осреднения в пределах угла 360°.
В 1935 г. опубликована статья Д. В. Свечарника «Секционные схемы автоматики и телемеханики» [Л. 37], где высказана идея электрической редукции. В статье описывается принцип действия секционированного трехфазного торцевого емкостного фазовращателя, несимметрично нагружающего трехфазную систему источника питания.
В 1947 г. Н. И. Чистяковым была предложена схема трехфазного емкостного цилиндрического фазовращателя с распределенными по окружности пластинами статора и было предложено устройство для дистанционной передачи угла поворота индукционного типа.
В 1950 г. автором были продолжены работы, начатые Н. И. Чистяковым по созданию следящих систем с электрической редукцией, первые результаты которых опубликованы в 1952 г. в совместной статье с В. А. Венге-ровым [Л. 13].
В 1956 г. Ю. М. Пульером была предложена двухка-нальная система трансформаторной дистанционной передачи, построенная -на двухфазных трансформаторах в канале,точного отсчета.
В 1960 г. В. А. Ацуковским выпущена работа, в которой отражено дальнейшее развитие емкостных преобразователей с электрической редукцией.
В 1962 г. была издана монография автора «Синхронно-следящие системы повышенной точности», где были обобщены работы автора по различным измерительным элементам с электрической редукцией и прецизионным системам пер.едачи угла.
В 1964 г. была издана монография Ю.. М. Пульера «Индукционные электромеханические элементы вычислительных и дистанционно-следящих систем», в которой особое внимание было уделено индукционным измерительным элементам и системам с использованием их. Системы с электрической редукцией, описанные в этих работах, имели погрешность передачи угла в пределах ±(2ч-3)'.
Дальнейшее снижение погрешности [до ±(0,5-И)'] было достигнуто применением во вращающихся трансформаторах специальной синусоидально-распределенной обмотки, предложенной автором '[Л. 3]. Были разработаны многополюсные синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы и индукционные редуктосины. Эти материалы приведены в книге автора, выпущенной издательством «Энергия» в 1966 г. [Л. 4].
Теория электромеханических измерительных элементов с электрической редукцией была развита в работах
A. А. Батоврина, Ю. М. Пульера, В. В. Хрущева,
B. .А. Липского, Э. А. Нокална, Э. Н. Асиновского, Л. Н. Сафонова, Д. А. Бычатина, И. Я. Гольдмана, Ю. Е. Рабкина, Р. К- Памфилова, Л. В. Копыловой
И Др. Большой вклад в разработку бесконтактных индукционных элементов внесли М. И. Левкович, Ю. А. Коле-
сов и др.
В зарубежной печати также имеются публикации по датчикам с электрической редукцией типа индуктосин [Л. 45, 46] и индукционному нониусному датчику [Л. 47]. В книге нашли отражение работы автора в области исследований и разработок высокоточных систем передачи угла, а также опыт чтения лекций для студентов на кафедре Техническая кибернетика Московского института радиотехники, электроники и автоматики по курсу «Следящие системы и автоматизированный привод».
Автор приносит благодарность канд. техн. наук. Н. А. Украинской и инж. Н. В. Лукиных, Н. Г. Чеде и В. Н. Ражеву, оказавшим большую помощь в подборе материала книги, а также инж. А. П. Карасеву, представившему материалы по тиристорным преобразователям. Автор выражает благодарность рецензентам докторам техн. наук А. А. Батоврину и А. С. Шаталову за труд по просмотру рукописи и ценные предложения, позволившие уменьшить недостатки книги, канд. техн. наук Ю. А. Колесову, взявшему на себя труд по редактированию книги, в процессе которого им были даны весьма полезные рекомендации по улучшению содержания
книги.'
Автор

ОГЛАВЛЕНИЕ
едисловие .............. 3
гдение............... 6
В-1. Основные положения . ....... 6
В-2. Классификация систем передачи угла .... 6 В-3. Погрешности систем передачи угла и основные требования к ним........... 8
В-4. Некоторые рекомендации для расчета и проектирования систем передачи угла....... 11
Часть первая ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ УГЛА
ава первая. Измерительные элементы..... 14
1-1. Измерительные элементы с ограниченным диапазоном .работы........... 14
1-2. Синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы 19
1-3. Модификации вращающихся трансформаторов . 22
1-4. Линейные вращающиеся трансформаторы ... 24
1-5. Сельсины............ 25
1-6. Потенциометрические датчики....... 28
1-7. Емкостные преобразователи....... 29
ава вторая. Преобразователи с электрической редукцией ............... 31
2-1. Введение........... 31
2-2. Многополюсные вращающиеся трансформаторы . . 32
2-3. Индукционные редуктосины......". 38
2-4. Индуктосины........... 48
2-5. Потенциометрические датчики с электрической редукцией............. 52
2-6. Синусно-косинусные емкостные редуктосины . . 53
i в а третья. Фазовращатели........ 58
3-1. Введение............ 58
3-2. Однофазные фазовращатели....... 59
3-3. Двухфазные фазовращатели....... 67
3-4. Трех- и многофазные фазовращатели .... 69 3-5. Фазовращатели, созданные на базе электростатического генератора.......... 78
ва четвертая. Расчет погрешностей системы передачи угла с вращающимися трансформаторами ... 80
4-1. Общее уравнение выходного напряжения трансформаторной системы передачи угла с вращающимися трансформаторами........ 81
4-2. Уравнение выходного напряжения трансформаторной передачи угла для идеального случая. Основные требования к вращающимся трансформаторам 83
4-3. Влияние асимметрий цепей синхронизации на точность трансформаторной передачи угла .... 89
4-4. Влияние неравенства взаимных индуктивностей
двух статорных обмоток на точность передачи угла 93
4-5. Погрешность передачи угла от неперпендикулярности обмоток статоров датчика и приемника . . 96
4-6. Погрешность передачи угла от несинусоидальности кривой выходного напряжения вращающегося трансформатора ............99
4-7. Влияние нагрузки роторной обмотки приемника на
работу трансформаторной передачи угла . ... 106
4-8. Компенсация погрешностей передачи угла и создание функциональных систем передачи угла . . . 107
4-9. Влияние квадратурного напряжения на точность
передачи угла с вращающимися трансформаторами 108 4-10. Погрешности системы передачи угла с вращаю_-щимися трансформаторами от наличия емкостной связи между вторичными обмотками .... 112
Глава пятая. Расчет погрешностей индукционных фазовращателей с пульсирующим полем......116
5-1. Введение............116
5-2. Погрешность фазовращателя от неравенства активных и индуктивных сопротивлений вторичных обмоток.............118
5-3. Погрешность фазовращателя от .неравенства- сопротивлений взаимной индукции- двух вторичных обмоток .............120
5-4. Погрешность фазовращателя от неперпендикулярности вторичных обмоток . .......121
5-5. Погрешность фазовращателя от несинусоидальности
кривой выходного напряжения......122
5-6. Погрешность фазовращателя от несинусоидальности
кривой напряжения источника питания . . . . 127
5-7. Погрешность фазовращателя от изменения частоты
питающего напряжения........132
5-8. Погрешность фазовращателя от наличия емкостной
связи между вторичными обмотками .... 134
5-9. Погрешность фазовращателя от изменения температуры окружающей среды........136
Глава шестая. Исполнительные элементы . . . . 138
6-1. Введение............ 138
6-2. Двухфазные индукционные двигатели . . . . 139 6-3. Двигатели постоянного тока с независимым возбуждением . . ........ 142
6-4. Выбор исполнительного электродвигателя ... 144
6-5. Передаточные функции исполнительных двигателей 145
6-6. Шаговые двигатели......... 148
Глава седьмая. Усилительно-преобразовательные устройства...............154
7-1. Исходные данные для проектирования усилителей 154 7-2. Полупроводниковые усилители......155
7-3. Усилители постоянного тока....... 159
7-4. Магнитные усилители......... 161
7-5. Электромашинные усилители....... 163
7-6. Тиристорные преобразователи...... 165
7-7. Модуляторы . . ......... 168
7-8. Демодуляторы........... 172
Глава восьмая. Корректирующие, синхронизирующие и
компенсирующие устройства........ 173
8-1. Введение............ 173
8-2." Активные корректирующие устройства . . . . 174
8-3. Пассивные корректирующие устройства . . . . 178
8-4. Синхронизирующие устройства ...... 181
8-5. Компенсирующие устройства....... 185
Часть вторая
РАСЧЕТ СЛЕДЯЩИХ СИСТЕМ ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТИ
Глава девятая. Типовые аналоговые следящие системы 187
9-1. Введение............ 187
9-2. Местная следящая система....... 187
9-3. Системы с ограниченным диапазоном работы . . 188 9-4. Одноканальные системы в трансформаторном режиме............. 190
9-5. Одноканальные системы, работающие по методу
сравнения фаз........... 191
9-6. Двухканальные системы с зубчатым редуктором . 192
9-7. Двухканальные системы с электрической редукцией 198
9-8. Двухканальные системы с фазовращателями . . 200
Глава десятая. Цифровые следящие системы .... 202
10-1. Введение...........• . 202
10-2. Системы передачи угла с шаговыми двигателями . 203 10-3. Цифровые следящие системы с кодовыми преобразователями и шаговыми исполнительными двигателями ............. 206
10-4. Цифровые следящие системы с фазовращателями 207 10-5. Цифровые следящие систем*! с амплитудными преобразователями угла в код....... 213
10-6. Цифро-аналоговая следящая система .... 221
"лава одиннадцатая. Некоторые вопросы динамического расчета следящих систем........ 222
11-1. Введение............ 222
11-2. Анализ работы нескорректированной системы . . 223 11-3. Методика выбора и построения желаемой логарифмической амплитудной частотной характеристики . 232 1-4. Расчет системы с последовательным корректирующим устройством.......... 235
11-5. Расчет системы с параллельным корректирующим
устройством........... 236
11-6. Следящая система с тахометрической обратной
связью............. 239
36
11-7 Динамическа\ точность следящих систем . . . 242 11-8. КЬи1«инирован\ое управление в непрерывных следящих системах V.......... 244
Глава двенадцата я\ Особенности расчета специальных
типовых следящих систем......... 246
12-1. Введение • • \......... 246
12-2. К расчету нелинейна^ следящих систем .... 246 12-3. К расчету релейных \ледящих систем .... 251 12-4. К расчету цифровых «едящих систем .... 254 12-5. К расчету оптимальны\ следящих систем ... . 257 Глава тринадцатая. Испытание следящих систем . . 259 13-1. Определение характеристик измерительных элементов ....... ....... 25
13-2. Методика определения статических погрешностей
системы передачи угла........ 26
13-3. Экспериментальное исследование погрешностей следящих систем . . . '........ 263
Приложение 1. Двухполюсные синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы......... 268
Приложение 2. Сельсины.......... 269
Приложение 3. Двухфазные индукционные двигатели типа ДИД............. 269
Приложение 4. Двухфазные индукционные нагревостойкие двигатели малогабаритные типа ДМ....... 270
Приложение 5. Асинхронные двигатели типа АД .... 271
Приложение 6. Шаговые двигатели........ 272
Приложение 7. Двухфазные двигатели-генераторы . . . 274 Приложение 8. Двигатели-генераторы типа АДТ .... 275 Приложение 9. Двухфазные индукционные нагревостойкие двигатели-генераторы типа ДГМ........ 275
Приложение 10. Двухполюсные фазовращатели..... 276
Приложение 11. Трансформаторная передача угла . . . 277 Приложение 12. Многополюсные вращающиеся трансформаторы .............. 278
Список литературы............ 279
Алфавитный указатель ..,,.....,. 282