Устройство для стабилизации частоты генератора переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК H02P9/04 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам автоматической стабилизации частоты генератора переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания

Известно устройство стабилизации частоты генератора переменного тока, состоящее из частотоизмерительной схекы, блока рассогласования, усилителей мощности и исполнительного электромагнитного регулятора. Это устройство осуществляет стабилизацию частоты генератора переменного тока при помэщи магнитюлх усилителей, управляемых сигналами рассогласования, вырабатываем:О 4И балансным частотным даюкриминатором. Выход магнитных усилителей соединен с электромагнитным регулятором,упргшляющим карбюратором двигателя внутреннего сгорания, причем вал двигателя соединен с валом ротора генератора переменного тока- Х.

Недостатками этого устройства являются сложность устройства, использование в нем сложных и дорохдастоя-, щих магнитных усилителей,большое потребление электроэнергии управляющие. ми элементсшм, большгш величина эо,ны нечувствительности устройства i

также большое время установления стабильного режима системы после воз-т действия на нее кратковременных воз- . мущений.

Известно также устройство для стабилизации частоты генератора переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания, содержащее частоточувствитель.ный эл1емент, фаэочув10ствительный усилитель, импульсные выходные устройства и исполнительный электродвигатель 2}.

Однако в этом устройстве чувствительный элемент выполнен в виде мос15та с резонансным контуром в одном ; плече. Недостатком такой схема является то, что на выход моста приходит сигнал помехи, обусловленный высшими гармоническими.составляющими входного

20 напряжения. Это приводит к снижению точности регулирования частоты.

Наиболее близким tio технической сущности к изобретению является устройство для стабилизации частоты ге25нератора переменного тока, содвржгицвв частоточувствительный элемент с четырехплечим мостом, дифференцирующей цепочкой и мультивибратором, причем в одну диагональ моста включен дрос30:ель, а в другую через диоды - входы. усилителей, выполняющих и функции блоков рассогласования, и выходы мультивибратора, вход которого чере дифференцирующую цепочку и диод под ключен к плечу моста, образов аи резистором. Устройство также содержит исполнительный элемент регулято ра подачи топлива 3. Однако это устройство достаточно сложно и имеет болытюе время переход ных процессов после воздействия крат ковременных возмущений. Целью изобретения является упрощение устройства, а также уменьшение времени переходных процессов при кратковременных возмущениях. . Указанная цель достигается тем, что в устройству, содержащем частотоизмерительную схему, выход которой связан с входом блока рассогласования , и усилители мощности, входы которых подключены к выходу блока рассогласования, а выходы - к исполнительным элементам подачи топлива, частотоизмерительная схема состоит из .ключевого транзисторного фазового детектора и фазовращателя, причем коллектор транзистора ключевого фазо вого детектора подключен к зажиму для подключения на напряжение генератора, база этого транзистора соеди нена с выходом фазовращателя, вход которого подключен к зажиму для подключения на напряжение генератора а блок рассогласования выполнен в ви де управляемого мультивибратора с переменной скважностью выходных импульсов. Кроме того, с целью устранения автоколебаний устройство снабжено па раллельной RС-цепью, включенной между выходом частотоизмерительной схег/и и входом блока рассогласования. I На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - временные диаграммы, по-. ясняющие его работу. Устройство состоит из фазовращате ля 1, соединённого со входом ключево 1ГО фазового детектора 2, причем выхо генератора переменного тока через со гласующий резистор соединен с коллек TopcjM транзистора ключевого фазового детектора 2. Выход генератора соединен также с входом фазовращателя 1. Выход ключевого фазового детектора 2 соединен е входом усилителя постоянного тока 3, выход которого соединен через параллельную RC-цепь 4 со входом блока . рассогласования 5. Выход блока рассогласования 5 соединен со входом усилителя тока управления 6, выход которого соединен со входом ключевого усилителя мощности 7. Выход ключе вого усилителя мощности 7 соединен с электромагнитным исполнительным элементом управления 8 подачи топлива. Выход ключевого усилителя мощности 7 дополнительно соединен со входом ключевого усилителя мощности 9, выход которого соединен с электромагнитным исполнительным элементом управления 10 подачи топлива. Работа-устройства. На вход фазовращателя 1 (точка А) поступает синусоидальный сигнал с выхода генератора переменного тока. В фазовращателе 1 этот сигнал разворачивается по фазе на 90(в отставание) и поступает на базу транзистора ключевого фазового детектора 2 точка Б). Питание коллекторной цепи ключевого фазового детектора 2 осуществляется также сигналом генератора, но с фазой О . При этом на выходе ключевого фазового детектора 2 (точки В и Г) вырабатывается постоянное напряжение, полярность и амплитуда которого .зависят от величины отклонения частоты генератора от номинальной, на которую настроен фазовращатель 1. Постоянное напряжение с выхода ключеврго фазового детектора 2 через усилитель постоянного тока 3 и пара/лельную RC-цепь 4 поступает на вход блока рассогласования 5 (точка Д), Если частота генератора равна номинальной, то блок рассогласования, работающий в этом случае в режиме симметричного мультивибратора, вырабатывает дваразнополярных сигнала одинаковой длительности. Эти сигналы, поступают через усилитель тока управления б (точка Е) на вход ключевого усилителя мощности 7 (точка Ж). Электромагнитный исполнительный элемент управления 8 (точка И) срабатывает только при подаче на вход усилителя мощн.ости 7 сигнала одной полярности, выработанного блоком рассогласования 5. Когда же блок рассогласования вырабатывает сигнал другой полярности, то срабатывает электромагнитный исполнительный элемент управления 10, получая ток от ключевогр усилителя мощности 9 .(точка К). Так как двигатель внутреннего сгорания обладает б ольщой инерционностью при изменении количества оборотов в минуту по сравнению с частотой еледования сигналов управления от устройства стабилизации частоты генерат.ора пере-; менногхэ тОка,то непрерывно чередующиеся сигналы управления на повышение и понижение оборотов двигателя внутреннего сгорания поддерживают эти обороты в заданных пределах. При отклонении оборотов двигателя от номинальных также изменится и частота генератора переменного Тока. Блок рассогласования 5 в этом случае ачинает работать в режиме несимметичного мультивибратора с пропорциональным изменением скважности выходных сигналов. Это в свою .очередь, вызывает преобладающую отработку одного из электромагнитных элементов управления и, следовательно, изменение оборотов двигателя внутреннего сгорания в нужном направлении.

Устройство значительно првьшает точность стабилизации частоты генератора переменного тока, устраняет возможность появлевия автоколебаний в системе управления,, позволяет уменьшить величину зоны нечувстви тельности системы управления. Устройство по предлагаемой схеме значительно проще в конструктивном исполнении..

Формула изобретения

1. Устройство для стабилизации частоты генератора переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания, содержащее частотоизмерительную схему, выход которой связан с входом блока рассогласования, и усилитель мощности, входы которых подключены к выходу блока рассогласования, а выходы - к исполнительны элементам подачи топлива, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

упрощения устройства li уменьшения времени переходных процессов при кратковременных возмущениях, частотризмерительная схема состоит из ключевого транзисторного фазового детектора и фазовращателя, причем коллектор транзистора ключевого фазового детектора подключен к зажиму для подключения на напряжение генератора, база этого транзистора соединена с выходом фазовращателя, вход которого- подключен к зажиму для подключения на напряжение генератора, а блок рассогласования выполнен в виде управляемого мультивибратора с переменной скважинностью выходшах импульсов.

2, Устройство по п.1, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью устранения автоколебаний, оно снабжено параллельной КС-цепью, включенной между выходом частотоизмерительной pxei и входом блока рассогласования

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 262229, кл. Н 02 Р 7/34, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР 9 237232, кл. Н 02 Р 9/04, 1966.

, 3. Авторское свидетельство СССР 525218, кл. Н 02 Р 9/04, 1974.

4J

f