Устройство для управления испытательным электромагнитным вибростендом Советский патент 1988 года по МПК G01M7/00 

фи.е.1

фильтр 3j 4 и катушку вибратора 5 подключен к вентильному коммутатору 6, выполненному в виде однофазного моста на тиристорах 7, 8, 9 10 с конденсатором 11 в диагонали. Параллельно коммутатору 6 через отсекающий диод 12 подключен накопительньш конденсатор 13 и через реактор 14 инвертор 15, выход которого подключен к сети 2, Выходы блоков упр авления выпрямителем 17j коммутатором 18, инвертором 19 блока управления 16 подключены соответственно к выпрямителю 1, коммутатору 6 и инвертору 15 Вход датчика 20 постоянного тока подключен к входу катушки вибратора 5, а выход - к первому входу компаратора 21 второй вход которого подключен к узлу 22

смещения нуля компаратора, Выход компаратора подключен к первому входу формирователя 23 импульсов, выход которого вместе с выходом компаратора 21 подключен к входам первого элемента И-НЕ 24 и через элементы НЕ 25j 26 - к входам второго элемента И-НЕ 27, Первый и второй входы триггера 28 подключены соответственно к выходам элементов 27, 24, второй выход триггера 28 - к сигнализатору 29.и к второму входу формирователя 23, а первый выход - к второму входу интегратора 30 „ Первый выход пульта уп- равления 31 подключен к блоку 18, а второй - к первому входу интегратора 30, выход которого подключен к блоку 17. 2 шт.

Изобретение относится к системам управления механизмами с электромагнитным приводом и может быть использовано в электромеханических устройствах создания гармонических колебаний - вибростендах для испытания на виброустойчивость различных изделий со значительными массогаба- ритными показателями, например массой более 1,5-3,0 т. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет исключения возможности протекания тока в катушке вибратора без паузы. Устройство для управления испытательным электромагнитным вибростендом содержит управляемый выпрямитель 1, вход которого подключен к сети 2, а выход через (Л сд со СХ)

1

Изобретение относится к системам управления механизмами с электромагнитным приводом и может быть использовано в электромеханических устройствах создания гармонических колебаний - вибростендах для испытания на виброустойчивость различных изделий со значительными массогабаритными показателями.

Цель изобретения - повьппение надежности устройства за счет исключения возможности протекания тока в катушке вибратора без паузы.

На фиго 1 представлена схема уст- ройства , на фиг. 2 - диаграмма сигналов на выходах отдельных блоков.

Устройство для управления испытательным электромагнитным вибростендом содержит управляемый выпрямитель 1, вход которого подключен к сети 2, LC-фильтр 3j 4j, катушку 5 вибратораj, вентильный коммутатор 6, выполненный в виде однофазного моста на тиристорах 7 - 10 с конденсатором 11 в дна- гонали отсекающий диод 12, накопительный конденсатор 13, реактор I4j инвертор 15, блок 16 управления, состоящий из блоков 17 - 19 управления выпрямителем, коммутатором и инверто- ром соответственно, датчика 20 постоянного тока, компаратора 21, узла 22 смещения нуля компаратора, формирователя 23 импульсовр первого элемента И-НЕ ,24, элементов НЕ 25 и второго элемента И-НЕ 27, триггера 285 сигнализатора 29, интегратора 30 Устройство содержит также пульт 31 управления.

Устройство работает следующим образом.

Выпрямитель 1 преобразует трехфазное напряжение сети 2 в постоянное которое сглаживается LC-фильтром 3, 4 При этом величина выходного напряжения вьшрямителя 1 пропорциональна выходному напряжению интегратора 30, Коммутатор 6 обеспечивает формирование прямоугольных импульсов напряжения нужной частоты на катушке 5, За время действия импульса напряжения ток через катутаку 5 нарастает по экспоненте до значения, округленного напряжением и длительностью импульса и сопротивлением контура: выпрями- {Тель 1 с LC-фильтром 3, 4, катушка 5 вибратора, коммутатор 6. Конденсатор 11 имеет полярность, указанную на фиг. 1. Прекращение нарастания тока осуществляется включением тиристора 10,. который подключает конденсатор 11 параллельно тиристору 8. Последний закрывается, а конденсатор 11 перезаряжается по контуру; конденсатор 11, тиристор 10, выпрямитель 1 с

LC-фильтром 3, 4, катушка 5 вибратора, тиристор 7, принимая почярность, указанную на фиг. 1 в скобках. При спадании тока в -конденсаторе 11 до нуля тиристоры 7 и 10 .закрываются, а оставшаяся энергия, заключенная в ка:тушке 5 вибратора, через отсекаю- пщй диод 12 сбрасывается в емкость 13, откуда рекуперируется ин вертором 15 в сеть. Датчик 20 формирует и гальванически развязывает- напряжение, пропорциональное току катуш,ки 5 вибратора (i., фиг. 2), из которого компаратор 21 формирует пря- моугольные импульсы U.

Узел смещения нуля обеспечива вт отрицательное напряжение на выходе компаратора при нулевом сигнале на выходе датчика 20. С пульта 31 управления через блок 17 задается частота вибрации, а через блоки 30 и 16 - амплитуда вибрации. Формирователь 23 импульсов формирует импульсы такой длительности (до t), чтобы пауза тока в. катушке 5 обеспечивала нормальный режим устройства. Если длительность паузы в токе катушки 5 вибратора превьшает длительность импульса формирователя 23 импульсов, то на выходе элемента И-НЕ 27 формируются импульсы, которые устанавливают триггер 28 в состояние, когда на первом выходе его единица, а втором - нуль (U27 , Uj. Uae-i О i t f t,) В этом случае сигнал с триггера не воздействует на интегратор 30. Увеличение напряжения на втором выходе пульта 31 ( приводит к возрастанию напряжения на выходе выпрямите- ля, к увеличению амплитуды тока чере катушку 5 вибратора и к уменьшению длительности паузы в токе.

Пусть в момент t, пауза в токе катушки 5 стала меньше длительности импульса формирователя 23 импульсов (V , , t i t tj,) . На выходе элемента 24 формируется нулевой импульс (и,), которым триггер устанавливается в противоположное состояние (и,, Uja-i t,it t). Выходное напряжение триггера воздействует на интегратор так, что выходное напряжение последнего уменьшается (Uj ) напряжение на выходе выпрямителя 1 .уменьшается, что ведет к увеличению длительности паузы тока в катушке 5 вибратора. Сигналом с второго триг- , гера обеспечивается срабатывание сиг

5

0 5 О Q

с

0

5

нализации, предупреждающей об ограничении амплитуды вибрации.

Одновременно этим же сигналом для устранения возможности режима автоколебаний расширяется на Д t импульс на выходе формирователя 23 импульсов (Ugj , t, с t - t) . Длительность it выбирается, исходя из устойчивости системы управления, и должна быть обратно пропорциональна постоянной времени интегратора 30. При превышении длительности паузы в токе катуш- ,ки 5 вибратора длительности импульса формирователя 23 триггер 28 и формирователь 23 возвращаются в исходное состояние.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет- увеличить надежность работы вибростенда при изменении режима вибрации.

Формула изобретения Устройство для управления испыта- тельньм электромагнитным вибростендом, содержащее управляемый выпрями- тель, вход которого подключен к сети, .а выход через LC-фильтр и катушку ,вибратора подключен к вентильному коммутато;ру, параллельно которому через отсекающий диод подключен инвертор с накопительным конденсатором и реактором на входе, а также блок управления, включающий в себя блоки |управления выпрямителем, коммутато- ipoM и инвертором, выходы которых подключены соответственно к управляющим входам выпрямителя вентильного коммутатора и инвертора, а управляющий вход коммутатора связан с первым выходом пульта управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности за счет исключения возможности протекания тока в катушке вибратора без паузы, в блок управления введены последовательно соединенные датчик постоянного тока, входом подключенный к входу катушки вибратора, компаратор и формирователь импульсов, а также два элемента НЕ, два элемента И-НЕ, триггер, интe- гратор, сигнализатор и узел смещения нуля компаратора, причем выход компаратора соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и входом первого элемента НЕ, выход формировате-. ля импульсов соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ и входом второго элемента НЕ, выходы элемен