Устройство контроля частоты вращения Советский патент 1987 года по МПК G01P3/48 

10

t5

25

Изобретение относится к технике онтроля и регулирования частоты враения при автоматизации режимов работы гидроагрегатов.

Цель изобретения - расширение фун- 5 кциональных возможностей, повышение помехозащищенности и уменьшение погрешности контроля.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - блок-схема счетчика-дешифра- тора и схема его взаимодействия с формированием импульсов; на фиг.З - блок-схема взаимодействия поля уставок с элементами логического управления .

Устройство содержит усилитель-форирователь 1, делитель 2 частоты, генератор 3 стабильной частоты, счетчик 4, схему 5 обратного преобразования, счетчик-дешифратор 6, схемы 7 и 8 совпадения, исполнительный орган 9, поле набора уставок 10, запоминаю- щий элемент 11, схему ИЛИ 12, предварительный триггер 13, формирователи 14 и 15 импульсов, сдвиговый регистр 16 и комбинационную схему 17.

Устройство работает следующим образом.

На вход усилителя-формирователя 1 поступает синусоидальный сигнал со штатного оборудования гидроагрегата (регуляторного генератора или трансорматора напряжения), у которого , частота электрического сигнала физически связана с частотой вращения ва- Л9 гидроагрегата и нормализуется по уровню напряжения во всем диапазоне частот вращения вала гидроагрегата (фиг.1).

С выхода усилителя-формирователя 1 на вход делителя 2 частоты поступают прямоугольные импульсы, пропорциональные частоте вращения вала гидроагрегата.

В зависимости от выбранного коэффициента деления на выходе делителя 2 формируется интервал времени, равный одному или нескольким периодам входного сигнала. Интервал времени заполняется импульсами опорной частоты от генератора 3 стабильной частоты путем суммирования их счетчиком 4,

Число, содержащееся в счетчике 4, связано с частотой входного сигнала обратно, пропорциональной зависимостью. Оно же является исходной информацией дпя выполнения обратного пре35

30

40

45

50

55

10

t5

25

5

39412

образования (коэффициентом деления управляемого делителя) схемой 5, с выхода которой на вход десятичного счетчика-дешифратора 6 поступает серия импульсов, число которых равно текущему значению частоты вращения (в процентах от номинальной).

На выходах счетчика-дешифратора 6 формируется унитарный десятичный код, на который реагируют схемы 7 и 8 совпадения.

Схема 7 совпадения- служит для выработки команды на включение исполнительного органа 9. Схема совпадения 8 служит для выработки команды на отключение исполнительного органа 9. Входы схем 7 и 8 совпадения подключены к требуемым выходам счетчика-дешифратора 6 через поле набора уставок 10. В зависимости от состояния запоминающего элемента 11 на выходе схемы ИЛИ 12 формируется сигнал о заданном отклонении значения частоты вращения вала от уставок и на включение - отключение исполнительного ор гана 9. Состояние запоминающего элемента 11 определяет, какая информация поступает на вход данного канала. Если он в исходном состоянии, то на его выход воздействует сигнал уставки, а если он в единичном состоянии, то на его вход воздействует сигнал частоты возврата устройства. Данные сигналы запоминаются предварительным 35 триггером 13 до начала формирования двигателем 2 частоты следующего интервала времени. Обратные связи с прямого и инверсивного выходов запоминающего элемента 11 и схемы ИЛИ 12 позволяют использовать один набор функциональных элементов для обработки входной информации как на включе-

30

40

45

50

55

ние, так и на отключение исполнительного органа 9, По окончании работы счетчика 5 и наличию сигнала с определенного выхода счетчика-дешифратора 6 о том, что период входного сигнала принадлежит рабочему диапазону, формирователя 14 и 15 импульсов обеспечивают последовательную перепись информации с предварительного триггера 13 в сдвиговой регистр 16 и запись информации с выхода комбинационной схеьв 1 17 в запоминающий элемент 11. С помощью сдвигового, регистра 16 и комбинационной схемы 17 формируется команда на исполнительный орган 9. В зависимости от количества разрядов

313

сдвигового регистра 16 комбинационная схема 17 вырабатывает сигнал, который изменяет состояние запоминающего элемента 11 в момент поступления на его синхронизирующий вход импульса с формирователя 14 при нескольких последовательно выработанных равнозначных сигналов схем 7 или 8 совпадения Наличие на входе устройства периода входного сигнала, не принадлежащего к рабочему диапазону, не изменяет состояние разрядов сдвигового регистра 16, так как блокируется запуск формирователей 14 и 15 импульсов.

Блок-схема счетчика-дешифратора 6 выполнена на десятичных счетчиках DD1-DD3 с дешифраторами DD5-DD7 и триггере DD4. На вход С счетчика DD1 за временной интервал между импульсами сброса от делителя 2 со схемы 5 обратного преобразования поступает серия импульсов, число которых равно текущему значению частоты вращения вала гидроагрегата. Так как счетчики DD1-DD3 включены последовательно, то на выходах дешифраторов DD5-DD7 формируются импульсы, соответствующие значениям трех десятичных разрядов контролируемой частоты вращения. Если размерностость одного импульса из ее серии принять равной одному проценту, то на выходе дешифраторов формируются импульсы соответственно единиц, десятков и сотен процентов номинальной частоты вращения вала.

Известно, что частота вращения вала гидроагрегата может быть не более 200% от номинальной, поэтому контролируя частоту вращения с помощью триггера DD4 (например, состояние выхо- да 3 дешифратора DD7) можно определить принадлежность измеряемого периода рабочему диапазону и правильность работы схем 1-5 устройства в текущем цикле преобразования.

Если триггер DD4 установлен в единицу импульсом с выхода 3 дешифратора DD7, то сигналом с его выхода запрещается формирование формирователями 14, 15 импульсов записи информа- ции в сдвиговый регистр 16 и запоминающий элемент 11.

На фиг.1 представлена блок-схема функциональных взаимодействий узлов 7, 8, 11, 12: 13, 16, 17. -

Входы микросхемы DD1 подключены с помощью поля набора уставок 10 к выходам блока преобразования кодов 5,

которые соответствуют значениям частоты вращения вала при срабатывании (микросхема DD 1.2) и возврате (микросхема DD 1.1) исполнительного органа. Пусть на прямом выходе триггера DD 3.2 присутствует напряжение логического О, тогда его инверсное значение разрешает формирование схемой DD 1.2 импульса при заполнении счетчиков DD1-DD3 (фиг.2) блока преобразования кодов до числа, равного или более уставки на срабатывание. Информация о превьш1ении текущего значения частоты вращения над уставкой запоминается триггером DD 3.1 и на синхроимпульсе от формирователя 14 переписывается в сдвиговый регистр DD4, после чего триггер DD 3.1 импульсом от делителя 2 возвращается в исходное состояние. Если в следующем цикле работы устройства в сдвиговый регистр записывается равнозначная пре дьщущая информация, то на выходе комбинационной схемы DD4 появится напряжение логической 1. Указанное напряжение присутствует на информационном входе триггера 3.2, который с приходом на его С-вход синхроимпульса от формирователя 15 взведется в 1. Появившееся при этом на его прямом выходе напряжение логической 1 разрешает контролировать микросхемой DD 1.1 превышение текущего значения частоты вращения над уставкой на ваз- врат. Работа функциональных узлов в этом случае аналогична вьш1еописанной до тех пор, пока на выходе микросхемы DD 1.1 формируются импульсы. По их исчезновению, что означает снижение текущего значения частоты вращения менее уставки на возврат, триггер DD2 не будет устанавливаться в 1, а значит за два цикла работы устройства регистр DD4 обнулится. После чего на выходе комбинационной схемы DD5 появится напряжение логического О, которое с приходом синхроимпульса от формирователя 15 возвратит триггер DD 3.2 в исходное состояние.

Формула изобретения

Устройство контроля частоты вращения, содержащее генератор стабильной частоты, выход которого подключен к счетному входу счетчика регистра, счетчик-дешифратор, последовательно подключенные два формирователя к запоминающим элементам по числу уставок, выходы которых подключены к исполнительным органам, выход первого формирователя подключен к входу сброса регистра, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повьше- ния помехозащищенности и уменьшения погрешности контроля, в него дополнительно введены предварительный триггер, комбинационная логическая схема, элемент ШШ и две схемы совпадения, поле наборных уставок, делитель частоты, схема обратного преобразования и усилитель-формирователь, соединенный с делителем частоты, прямой выход которого подключен к управляющему входу схемы обратного преобразования, управляющий выход которой соединен с первым управляемым входом первого формирователя импульсов, а второй управляемый вход которого соединен с оп- .ределенным выходом счетчика-дешифраИ 7

тора, а информационный - с счетным входом счетчика-дешифратора, выходы которого через наборное поле уставок подключены соответственно к первым входам двух схем совпадений по числу уставок, а с вторыми входами их соединены соответственно инверсный и прямой выходы запоминающего элемента выходы схем совпадения подключены через схемы ИЛИ к первому установочному входу предварительного триггера, выход которого подключен к информационному входу регистра, соединенного по выходу с входами комбинационной логической схемы, выход которой соединен с информационным входом запоминающего элемента, обратный выход делителя частоты подключен к управляющим входам счетчика дешифратора, счетчика и предварительного триггера, выход генератора стабильной частоты соединен с тактовым входом схемы обратного преобразования подключен к входу управления делителя частоты.

ДД5

От делителя 2

От spopi - ро ателя Щ

От qjopMU- ро6а/пеля15

1LJ

fpuz.3

Изобретение относится к технике. контроля и регулирования частоты вращения при автоматизации режимов работы гидроагрегатов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повьшение помехозаищщенности и уменьшение погрешности контроля. Устройство содержит усилитель-формирователь 1, делитель 2 частоты, генератор 3 стабильной частоты, счетчик 4, схему 5 обратного преобразования, счетчик-дешифратор 6, схемы 7 и 8 совпадения, исполнительный орган 9, поле 10 набора уставок, запоминающий элемент 11, схему ИЛИ 12, триггер 13, формирователи 14, 15 импульсов, регистр 16 и комбинационную схему 17. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет достичь того, что на вход усилителя-формирователя 1 поступает синусоидальный сигнал со штатного оборудования гидроагрегата, у которого частота электрического сигнала связана с частотой вращения вала гидроагрегата и нормализуется по уровню напряжения во всем диапазоне частот вращения вала гидроагрегата. 3 ил. сл со о 00 Фл

Редактор А.Ренин

Составитель Ю.Мручко Техред И.Попович

Заказ 1303/45 Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Л.Пилипенко