Принцип построения системы управления ДНА по азимуту

Для обнаружения и сопровождения целей во всех направлениях пространства относительно точки стояния РЛС необходимо непрерывно вращать антенное устройство с постоянной угловой скоростью в горизонтальной плоскости, при этом электромагнитный луч ДНА вращается совместно с антенной. Поэтому обязательным элементом каждой РЛС является система вращения антенны (СВА).

СВА РЛС РТВ можно классифицировать:

- по типу исполнительного двигателя;

- по схеме построения контура привода вращения.

В соответствии с первым признаком различают СВА с

- двигателями постоянного тока;

- двигателями переменного тока;

- гидродвигателями (гидромоторами).

В соответствии со вторым признаком различают СВА разомкнутого, замкнутого и комбинированного типов.

В СВА комбинированного типа заданные режимы работы реализуются при различных типах двигателей и схемах построения контура привода вращения.

Рассмотрим некоторые структурные схемы СВА, применяемые в РЛС.

СВА замкнутого типа с исполнительным двигателем постоянного тока

Такая система (рис. 1) применяется в радиовысотомерах В режим ручного управления вращением антенны переводится переключателем В1. При этом образуется замкнутый следящий привод.

При рассогласованном положении роторов СТ и СД (α_СТ ≠ α_СД) в роторной обмотке СТ образуется сигнал ошибки, который усиливается, преобразуется в сигнал постоянного тока и подается на обмотку возбуждения электромагнитного усилителя (ЭМУ). Ротор ЭМУ вращается с сочлененным с ним двигателем. Усиленный ЭМУ сигнал ошибки питает якорную обмотку двигателя М, который через редуктор поворачивает антенну и одновременно ротор СД до тех пор, пока положение СД не придет в соответствие с положением СТ (α_СД = α_СТ). Если штурвал СТ вращать, то СВА будет непрерывно отрабатывать сигнал ошибки, образующийся в результате непрерывно вводимого рассогласования сельсинов, при этом азимут фокальной оси антенны будет изменяться в соответствии с поворотом ротора СТ.

В режим кругового и секторного обзора СВА переводится установкой переключателя В1 в положение КРУГОВОЙ-СЕКТОРНЫЙ ОБЗОР. При этом между статорными обмотками СД и СТ включается трехфазный дифференциальный сельсин (ДС). Его ротор вращается вкруговую (круговой обзор) или в установленном секторе (секторный обзор) с помощью вспомогательного двигателя Д, режим работы которого определяется положением переключателя В2. Наличие ДС не изменяет характера и принцип работы системы, но теперь ее равновесному состоянию соответствует такое взаимное расположение роторов относительно статоров сельсинов, при котором выполняется равенство

α_СД + α_ДС = α_СТ.

В режиме кругового обзора двигатель Д непрерывно вращает ДС с постоянной скоростью. Соответственно этому непрерывно и равномерно изменяется угол α_ДС, что нарушает равновесие системы.

В положении переключателя В2 «УГОЛ СЕКТОРА» система работает аналогично, но ротор ДС вращается в пределах установленного сектора (Δβ₁, Δβ₂ и Δβ₃). Соответственно этому в пределах такого же сектора вращается антенна.

Выбор биссектрисы сектора сканирования антенны по азимуту осуществляется штурвалом ручного управления.

СВА комбинированного типа

Данная система применяется в РЛС, имеющих большие габариты и вес (РЛС 5Н84). Структурная схема приведена на рис. 2. Система работает в трех режимах: пуска, кругового вращения и установки азимута.

В режиме пуска СВА представляет собой разомкнутый привод с исполнительным двигателем постоянного тока М₌, цепь сельсинной связи не используется, включены только электромагнитные муфты (ЭММ) первой скорости, следящего привода, привода ЭМУ, а функцию входного сигнала выполняет синусоидальное напряжение калиброванной постоянной амплитуды U_~. Это напряжение после усиления и преобразования в постоянное подводится к обмотке возбуждения ЭМУ. Ротор ЭМУ вращается асинхронным двигателем через ЭММ привода ЭМУ. Усиленный ЭМУ сигнал питает якорную обмотку двигателя М₌, который через ЭММ следящего привода раскручивает до номинальных оборотов входной (первичный) вал АВ системы. Вращение вала через ЭММ первой скорости передается входному валу редуктора, обеспечивая трогание антенны с места и разгон ее до первой скорости. Далее СВА автоматически переходит в режим кругового вращения с первой скоростью. Переход осуществляется системой реле, которые размыкают ЭММ следящего привода, привода ЭМУ и замыкают ЭММ привода вращения. В связи с этим дальнейшее вращение вала АВ производится асинхронным двигателем АД, а СВА становится разомкнутым приводом с исполнительным двигателем переменного тока. Для перехода на повышенную (вторую и третью) скорости вращения нажимается соответствующая кнопка на пульте управления СВА. При этом размыкается ЭММ первой и замыкается ЭММ второй (третьей) скорости, обеспечивая повышенный коэффициент редукции от вала АВ к антенне. Увеличение коэффициента редукции приводит к разгону антенны до второй (третьей) скорости и стабильному вращению с новой скоростью.

Перевод СВА на пониженную скорость вращения производится нажатием на соответствующую кнопку пульта управления СВА. При этом рабочая ЭММ размыкается, и антенна, продолжая вращаться по инерции, постепенно снижает скорость. Когда скорость вращения антенны достигнет значения, примерно равного указанному на каждой кнопке, схема контроля скорости вращения и реле обеспечивают включение ЭММ новой (меньшей) скорости. Далее вращение осуществляется с этой скоростью.

В режиме установки антенны на заданный азимут восстанавливается коммутация ЭММ, которая была в режиме запуска, но для оперативности управления положением антенны вместо ЭММ первой замыкается ЭММ третьей скорости. Кроме того, на усилитель-преобразователь сигнала ошибки подается напряжение с роторной обмотки СТ (вместо напряжения пуска U_~). СВА превращается в замкнутый следящий привод с исполнительным двигателем постоянного тока. Работа такой СВА была рассмотрена выше (режим ручного управления).