Устройство для регистрации параметров машин Советский патент 1987 года по МПК G07C3/10 

первого формирователя 16 импульсов, третьему входу второго дешифратора 8 и входу первого эле1мента 15 задержки. Выход первого элемента 15 задержки соединен с вторыми входами амплитудных детекторов 4 и четвертым входом второго дешифратора 8. Вторые выходы селектора максимального напряжения 5 через группу вторых элементов 11 задержки подключен к вторым входам ключей 10. Выход последнего порогового элемента 6 первой группы пороговых элеИзобретение относится к средствам Koirr- рольно-измерительной техники и предназначено для контро.тя параметров электрических машин с переменной нагрузк ой.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит датчики 1, выпрямители 2, фильтры 3 низкой частоты, амплитудные детекторы 4, селектор 5 максимального напряжения, пороговые элементы 6 первой группы, первый 7 и второй 8 дешифраторы, первьш блок счетчиков 9, к. по- чи И), элемент 1 задержки, пороговые элементы 12 второй группы, дифференциатор 13, компаратор 14, группу вторых элементов 15 задержки, первый формирователь 6 импульсов, генератор 17 импульсов, второй формирователь 18 импульсов, счетчик 19, третий дешифратор 20 и второй блок счетчиков 21. Первый 7, второй 8 и третий 20 дешифраторы выполнены соответственно на элементах И---НЕ 22,,...,22т; 23, ,,...,23,„, и 24,,...,24,.

Устройство работает следующим образом.

При пуске машины контролируемые параметры воспринимаются датчиками 1 и после двухполупериодного выпрямления вьшрями- телями 2 поступают на входы амплитудных детекторов 4 и фильтров 3 низкой чacI( ты. Двухполупериодное выпрямление необходимо для приведения сигьгалов от датчиков к одной полярности вследствие Toi o, что, например, максимальные амплитуды вибрации стержней обмотки в одной плоскости могут иметь разное наг1раБление (з:ча ки). Амплитудные детекторы 4 производят запоминание и хранение максимального (за первый полупериод) сигнала с выхода ссх/г- ветствуюш,их выпрямителей 2. Сигналы с выходов амплитудных детекторов 4 поступают на ход селектора 5 максимального напряжения, на первом выходе которого, подключенном к входам пороговых элементов 6

ментов 6 соединен через второй формирователь 8 импульсов с первым входом таймера 7, второй вход KOTOpoi o объединен с первыми входами третьего деи ифратора 20 и подключен к выходу первого фор.мирова- теля 16 имнульсс в. Выход таймера 17 подключен к входу счетчика 19, выходы кото- 1)ого соединены с втор)(ми входами третье- i o дени фратора 20, выходы которого подключены к соответствуюни-1м входам второго блока счетчиков 21. 1 и;|.

первой группы, появляется сигнал, равный максимальному из всех сравнивае.мых сигналов. Таким образом, на выходе селектора 5 максимального напряжения появляется

г.1аксимальное .мгновенное значение /-го сигнала, которое будет максимальной апериодической амплитудой, например, вибрации г -го стержн); . Происходит срабатывание rex г.ороговых элементов 6, уставка которых меньше величины сигнала с выхода селектора 5 максимального напряжения. При это.м происходит срабатывание только одного элемента И--НЕ (22qi) первого дешифратора 7, соответствующего сработавшему пороговому элементу 6 с наибольшей уставкой, который

подаст блокирующий си1-иал на другие элементы И-HI: (22т -ф) дешифратора 7. Лмп.читудна я дискретиза пи я м акси м ал ьной апериодической амплитуды .чсреходного па- с помощью по1)ог овых элементов 6 и. последующее дешифрирование состояний

их выходов с noMonibK) дешифратора 7 приводит к появлению на ;,:-ом выходе деп1иф- ратора 7 сигнала, характеризующего наличие ф-С й апериодической амп-литуды параметра. На управл55ЮП1ие входь ключей 10

с за;|,ержкой /шл - уставкой по вре.мени pynribi вторых эле е11тов ;5 задержки, с вторых выходов селектора 5 максимального :lalIp жeния годаетс5; сигнал разрен1еиия (в виде, напри.мер, положительного напряже- ш-1я па одном из входов, напряжение на

осталь -;ых отрицательное) для открытия того из ключей I {}„ который г;одк,лк)че( через соответствующие выпрямите.ль 2 и

сри.;1ьтр

низкой частоты к ВЫХОДУ соответствующего датчика с наиболыпи.м сигналом, зафиксированным им за г ервый полупе)иод. Открытие ключей 10 с задержкой /.ал необходимо п(зтому, что амплитуды вибрации, например, стержней трехфазной обмотки статора электродвигателя, вызываемые электродинамическими силами от lepe- х() пусковых токов, будут сдвинуты сим- мет;п1Ч 1О по фазе иа 2л/3 (20°). Поэтому

время появления максимума апериодической вибрации стержней разных фазовых групп, в зависимости от момента включения электродвигателя в сеть, будет сдвинуто но отношению друг к другу на Т/6, т. е. на ,67 мс (при периоде вибрационного процесса мс, частота 100 Гц). Однако появление максимумов апериодической вибрации стержней будет в течение первого полупериода, поэтому, принимая b;i;; 5 мс (Т/2),-можно тем самым исклю- чить возможность ложного отпирания того из ключей 10, который управляется по выходу селектора 5 наличием первого (но не всегда наибольшего) фазного максимума. Выдержка времени /ia.i позволяет обеспечить правильную ком.мутацию ключей, так как за полпериода а.мплитудные детекторы фиксируют максимумы вибрации стержней различных фаз, вследствие чего напряжения на группе выходов селектора 5 будут такими, что один из ключей 10 открывается и подключает выход фильтра 3 низкой частоты (соответствующий номеру, датчика, воспри- нявп1его максимальную апериодическую амплитуду параметра) к входам пороговых элементов 12 и входу дифференциатора 13. Фильтры 3 низкой частоты выполняются с частотой среза /c::i 0,1-0,5 Гц, что позволяет сгладить аперидическую огибаюп1,ую, измеряющуюся с частотой от 2 до 5 Гц, переходного процесса, наложенную на зксно- ненциально затухающий апериодический вибрационный процесс и вызванную затухаю- 1ЦИМИ апериодическими токами в роторе. Амплитуда апериодической (медленной 2-5 Гц) огибающей, наложенной на апериодический затухающий переходный процесс, составляет в среднем 20 -30% от амплитуды апериодического процесса. Фильтры 3 низкой частоты позволяют сгладить переходную огибающую 2-5 Гц и выделить экспоненциальную огибающую затухающего аг1ериодическо1 о переходного процесса, например, вибрации стержней o6jMOTKH. Та- ки.м образом, нри пуске мацци ы (электродвигателя) апериодический пусковой ток статора есть только в одной из фаз, следовательно, максимальной апериодической вибрации подвержены только стержни данной фазовой группы обмотки. Вибрация стержней других фазовых групп не имеет апериодического характера с максимальной амплитудой в первый полупериод, а представляет собой установившийся периодический процесс. При пуске мапшны после выделения селектором 5 максимальной апериодической амплитуды от из датчиков 1 открывается (как указано) один из ключей 10, подключая к дифференциатору 13 выход одного из фильтров 3 низкой частоты, подключенный к соответствующему датчику 1. На вход дифференциатора 13 подается от датчика, восприпявщего максимальную амплитуду апериодической вибрации, с учетом

задержки подключения дующего вида

н а /.1

сигнал сле

V(t)(a,,,(где а„

(1)

максимальная установившавибсоответственноапериодическая и яся амп,читуды переходной рации стержней обмотки; постоянная времени затухания апериодической вибрации (переменная для разных нусков, т. е. ,0,

динамический момент агрегата двигатель-механизм).

Итак, на вхолте дифференциатора 13 будет экспоненциально затухающий сигнал V(i), который приблизительно через (3-4)т принимает значение ау, неизменное до конца пуска. На выходе дифференциатора 13 но- сигнал V (t, равный производной

т -

Л1ЛИН -

является

от V(i}:

V ((a,)-cxp(.

(2)

0 5 0 5

0

5

5

0

При изменении V (/) от а,„ до а производная V it) на выходе дифференциатора 13 отрицательная, а через (3-4)т на выходе дифференциатора 13 появляется нуль, что свидетельствует о затухании апериодического переходного процесса изменения параметра и ус- танов,1ении до конца пуска неизменной амплитуды. Появление нулевого сигнала на выходе дифференциатора 13 приводит к срабатыванию компаратора 14, определяющего прохождение входной величины через нуль (сравнение с нуле.м), и появлению на его выходе положительного сигнала, который, одновременно стробирует работу второго де- Н1ифратора 8 (по третьему входу) п запускает элемент 11 задержки. Пороговые элементы 12 второй группы, подключенные одним из ключей, производят амплитудную дискретизацию сигнала 1(/). После отслеживания процесса измепения параметра V(i) и фиксации момента затухания апериодической составляющей (/)0 дифференциатором 13 и появления сигнала управления с компаратора 14 происходит срабатывание одного элемента И--НЕ (23ф,|-) второго дешифратора 8, соответствующего сработавшему пороговому элементу 6ф первой группы, а также сработавшему пороговому элементу 12ф второй группы, который выделил максимальный г(;-й уровень установившегося после затухания апериодического процесса значения ау. Срабатывание одного элемента (23ф, ф) дешифратора 8 приводит к подаче с его выхода блокирующего сигнала на другие элементы И -НЕ (23 ((f,fe)- - (ср,4:) дешифратора 8. Количество срабатываний де цифратора 8 фиксируется соответствующими счетчиками первого блока счетчиков 9. Таким образом, после определения момента окончания затуха1П1Я апериодической составляющей на первые и вторые Bxo;uji Biopoi c лои кфр.кии; И iiaioT сигналы от сработая11;1- л io;;i;r{)ihiN элементов ие)вой н второй г;: уи) с ;я иболыней уставкой, иде1 тифицирук);иис ;,iic кретизнрозаиные по амг1литу;|.с с;;отис :ст:пм: 110 максималы1 1е апсриолическко и }чтй.{; ВИВШИ -; зпачсиня параметра, и; viCjic: ; . одним из датчиков. Ири том ; ov; т--- иых счетчиках исрвого б;юка c ci : ;чп:- ( фиксируется к();1ичсс1 во днскрС1и;п-1р( ы но амплит ;4е максима:ТГ)Иых а1ИЧ)яо;1,1-;чсски; зиаче и-; и зиачсп- й того же ;1а|}ам :тр;:, установиишихся после затухании аис:)И1; .и ческой с()став. 1ЯЮ1цснТаким о5)азол1, И)сд,лагас ,;ос ) стройст1И обладает свойством адаптивности засмгн:; измереиия к рег-истрации ус а к:1Нии111и чей зиачсиий iiaoaiviCTpa к pea..( ) | ек;-л 1-;я .1е 1еходЧ; М С; i.oiHU cc;: д.лм

с iieiJtMCCfi И)И Hi.: 1 р /ЧКОИ, что i:Or..i;ii - О

ность )OHCT; a.

JSpCMVi за..чсржки ; ;м;;;го -..icivc г ;: :; з.; 15ыбирас 1с;1 pani-i .vi запас.. н счетчик, чти HoaHOjinc-:- г робаронап, ра боту де1ПИ(|1рат)ра 8 по 1К рвол;у умраа..;;:- lOiucMV ВХОД.У ()Hivicp. lia.ii , мО;:о.и те;1Ы О -(; наиряжеиия на .1е anie н. C)a6o i anaiero а;1емснта i;. I ii -шализ; параметров мач1И11Ь н . :н ;.,., :oiun иусков 11еойход.им сброс зиаче:мч. ::,л;о-ч ;с;: иых a иlлитyднь ми д.стекто а vui :, .а:-уг;-. . на у11равдяк.Н;нс вхо.л.ы ала....:а: . ч. ек Topois юдаете;; са-ич а.. сбро;.:а a.ixca.. эдемеита II 3a.;ieo/-i is;i. -1з:. 1ерсзие чи.г-дч: aaTvxai.as: ане1)иод:-|4сс;сой coi, а-д ;к; -ч.сй ч. реходно о нпочссса нз тсчсиия .)-j.ia -с Moi o иарамет{)а осу1дест:;л, сл .i- -о .i (j6i)a3OM. iioc.:iC TOi o. как re. ici . ;;:|10.. :; максимального чанряжени - з чк.-. ;:. .v: а (: мальиая за первый |;с лун:/о;-е..1, ;л1;чл;лдиче1. кая a иlлитy;;a иарамечтш, С:;аСа 3.а;ач/т :. HopOi OBbie элс мситы чсрво - : , ус а ка которых меныас ciiriiajia . ,е,. : и том чис..пе н злсуе.1Т о. yc iaaiai a T:.i;:- го в :pv4iie Hoporoiii.iN э. :е 1 :Г о.:; i MiXe малвиая. Ми1:и ;ул уста;ч и ;м:;лич.та I; чо.. во.-.яс г очре;;(литв ч ч злсми а ч:ри.;-;счи;: : :: В)1хо..- .с селектора 5. 1. с. оаред. :. ,i.. мент на.чала изнеоечи;-: ;u;e. .:ir :;,1а;ч: /LID апериодической состаил-он:. перо.:... иого параметра. (Сигнал е ;ы:.(;,Л порогового элc :cчia fi г 1:;1чле п.ь:са ус тавкой иодаетсм на uxi;;: з оро: . (чор.чч- рователя 18 нуиул;) котсл ый пьрлю; г.чча ет едииичиый имиу...е, ностуна Н;Ч. на ак; рой BXi/д «Запуск reatiparooa / з.ч| Л .- сов. .:1ьиый ,.:1Ьеа. ч(;..;аа ного на вх(хт «Заиуек геасд)-; С ра / а.; iy,;:bcoB, запускает eix) в режчмч и,ии с (Ьиксиповаиной час :отои слсл, и

и Hj;OДO. IЖИTeЛBHOCT.K) импульсов. (за ЛЧ:Л1

вход счетчика 19 иодк,.ночеа к ь;ход i . иера i opa 17 импульсов, чоа (Г.лу . КС генератора счетчик i9 герччодиг ; i...: сче-if амнулвеов геиера1:;ии. По оконча- затуха:и;и ане;)ио.;1,ичеег:(1Й составляю- черр о. 1,|;ог) Н;К)и.ееса на выходе ком- егоза 11 нояал гется сигнал, ио кото- . liepr.iiiM форы л5 оаа е:к М И; им11у;1ьсов 1иируе1 ея ед )чичч):а ,, 1оетуиаю- нн первый 1«ход -СЗста 1ОВ генератора i ,3вс(Л:1. г а6()та : cacpa i opa liNHiyjibcoB ..ран ается. а ча раз.1е;|ьчых выходах сче р- 9 ()уде ; исхол,1И:.1к К1.)Д. 3iiaH момеи- аоязлечия и ;иул1а;лз ча )аздслвпых лл,ах ;ч1 ;чика 19 ллл:рч;7:(: р, через не- ч 7 ii , два ие1)и)да 27- : т. д. Ц-Тп--), ба ч ваемо1Х.; генераюрс/м : ч л;yлi.,coв :а.ла), .злите,)ст ч ча. :оту си1Ч1ала ).. 17 н чи у.зи ов. :,1{;Ж1:0 устано- , зремя за 1уха ;ия анериодической сос- ivaoaieii. (;Д.1;(а4)емечно е чодачей па вход ;.ч:(;1;.( )ато)а 17 имиу. им- .. ;ax.;Kt и)д,аетсй iia унравлкюи1ИЙ 1 lyseT ,с о К 1чи(|)рат{)ра 20, разрен1ая де- ipaiiHio Mcxo.. uiB;x с(;с ояинй выходов ri И), роисходит срабазызание одно- , 1( мсЧ га И И з (4/,) тоетье:о дешиф- ipa 20, соот е 1чзгву:и:и.его наличию сигиа- 43 з;5:ходе зчетчик, 19 с бо:1Ы 1ИМ ко- ( грч ; :. ipM iT(iV: блокиру- ,: г;стаич1нсся злемеи гы И - HF- (24/ .) ;.1фзато1;а 2:1. Lia соответс 1ч$у ои.1ем выхо- дсал1СИ)аус)1)а П Ч()ян:1яе гсн еигпал, );ауй запис лвае- о з г оотвс-гствуюший ччк -орог. б|( (.че- Ч. К(В 1 Такил- а:и.1М, 3ii кзж.1,:-|й л1аи;инз в от- |.чь:Х сче1 чеках .:), 1ока сче | чи;л)в 21 на- I . к(.. ч-;честв(.. дмскретизированшмх :);.т( л e:H, 3 1.икзгНЧ-(и зат хачия чз.;д;- lecKO i. oe а i I iii - iL(.

ч-i .-; ,.арамстров ,зеивый элемент

детекто ;::.; (J 15 лО за л: И

, нер.г. Чеч к (входам i- л. з;ы, ВЫХОД

I З ЛЗ ЗНИМИ , |д)ЧС . 1 Ли ):. 1Ч-|.-31;. co. iep; naд:.ее ..зат :; .. к,)Ч1 ч ;4vi;j ,3 :-;здз; гьс .; л.рг. лллезималзно: е

r jCsi;... KO l OpOrO 33;

I ОЗ;.; з,.

рЬ Х чОС Д1Ч ечЬ :. c:(J.

: :з,чикиз) де;пифра i зра . В3 .о; ij KO i oз()Д|-:л Очс ИУ к .1 :;хз;;.ам irroiKjеч1Н(;м1ачз ра, -a.ixoTbi но ез.злз сосдине. :ем) иег;вого блока сче -чков,

у .Ь ИУ ЮЧСГ об ЬеДЧН: :; -.. ЧЗЛ УЮЧСЧЫ

y 3.v )глзз;х :i,;ic м ДГ У З 11 оуоз .зтунаы

j4.yi )1-ЫХ COs3THJl 3 -. ЗТСУ ЗИу1И 3X0: у-аим-;: чез1И(}))у отл:..-;о,ющееся чг;:. (. з.(у:ч,к: иовьпиеают л; члези уст- узлу li ззгс; звсдсчы В|.1Ырял;ители, др;.| чизчой частотз), aTopf.ie злеме; ты :;;-кх з, ди(рс|1ере:и;,иат;1р, комиаратор, фо| Л1а е:;н имгульсов, генератор импуу1ьсон, ой б, с четчикси, С 1етчик i третий Mvpoarop, вторые н1 :хо М;; ее:1сктоза макси- :;4(ji3) чезез соответствую7

щие вторь е элементы задержки подключены к первым входам ключей, выходы датчиков соединены с входами соответствующих выпрямителей, выходы которых подключены к первым входам соответствующих амплитудных детекторов и фильтров низкой частоты, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих ключей, выходы которых подключены через дифференциатор к входу компаратора, выход которого соединен с третьим входом второго дешифратора, первым формирователем импульсов и первым элементом задержки, выход которого подключен к вторым вхо

дам амплитудных детекторов и четвертому входу второго дешифратора, выход последнего порогового элемента первой группы пороговых элементов соединен через второй формирователь импульсов с первым входом генератора импульсов, второй вход которого объединен с первыми входами третьего дешифратора и подключен к выходу первого формирователя импульсов, выход генератора импульсов подключен к входу счетчика, выходы которого соединены с вторыми входами третьего дешифратора, выходы которого подключены к соответствующим входам второго б.тока счетчиков.

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и предназначено для контроля параметров электрических машин с переменной нагрузкой. Целью изобретения является повышение точности устройства. Устройство содержит датчики I, выходы которых через выпрямители 2 подкотючены соответственно к входам фильтров 3 низкой частоты и первым входам амплитудных детекторов 4. Выходы амплитудных детекторов 4 соединены с входами селектора 5 максимального напряжения, первый выход которого подключен к входам пороговых элементов 6 первой группы, выходы которых соединены с входами первого дешифратора 7. Выходы первого дешифратора 7 подключены к первым входам второго дешифратора 8, выходы которого соединены с соответствующими входами пер- BOi o блока счетчиков 9. Выходы фильтров 3 низкой частоты подключены к первым входам ключей 10, выходы которых объединены и подключены к входам пороговых элементов 12 второй группы, выходы которых сое- дине1 ы с вторыми входами второго дешифратора 8. Вход дифференциатора 13 объединен с входом пороговых элементов 12 второй группы, выход дифференциатора 13 через компаратор 14 подключен к входу S (Л 1чЭ со о со 00 О5