Устройство для регулирования и защиты энергоагрегата Советский патент 1988 года по МПК F03B15/18 

4

4

ьо

О5

со

Изобретение относится к энергетике и предназначено для регулирования и задания режима работы энергоагрегата в процессе повышения частоты его вращения и защиты его от аномальных режимов.

Цель изобретения - повышение быстро- действия выработки командных сигналов и обеспечение точной и надежной работы устройства в переходнь1х режимах.

Одной из особенностей задания режима энергоагрегата, в частности такого мобиль- ного, как гидроагрегат, является выработка установочных сигналов, соответствующих заданным частотам его вращения, с последующим преобразованием этих сигналов в командные воздействия на системы технологической автоматики, обеспечивающие работу агрегата в заданном режиме, определяющем по возможности наиболее эффективное его использование в конкретных условиях соответствующей энергосистемы, а также защиту от аномальных режимов, напри- мер угонов.

В ряде случаев, особенно в режиме контроля переходных процессов и защиты агрегата при переходе в режим угонной скорости, важное значение имеет оперативная выработка командного сигнала для включения средств заш,иты агрегата.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

На схеме показаны вал 1 энергоагрегата, преобразователь 2 частоты вращения, тахометрический датчик, одновибратор 3, счетчик 4, первый 5 и второй 6 триггеры, дешифратор 7, генератор 8 импульсов, элемент ИЛИ .9, поляризованное реле 10, являющееся командным блоком, развязывающий диод 11, нормально разомкнутый контакт 12 реле 1-0, ограничительный резистор 13, светодиод 14, блок 15 питания, блок 16 задержки, нормально разомкнутый контакт 17. кнопки, переключающий контакт 18 реле 10, энергоагрегат 19, защитный диод 20, детекор 21 функционирования генератора, командный блок 22 преобразователь 23 частоты вращения вала энергоагрегата.

Устройство работает-следующим образом.

Эталонные импульсы с выхода генератора 8 начинают поступать в счетчик 4, в котором происходит процесс их интегрирования. После достижения результата интегрирования значения, когда на разрядных выходах «1, «4«, «16, «64, «256 устанавливается уровень логической «Ь, на выходе дешифратора 7, в качестве которого может быть использован элемент И, устанавливается уровень логического «О, в результате чего на выходе Q триггера 5 также уровень логической «1, в силу чего второй блок памяти на триггере 6 подготавливается к изменению своего состояния, т. е. выработке установочного сигнала.

При этом включающая обмотка реле 10 отключена от нулевой шины, система уста

5

5

0 0

0

5

0

5

5

0

навливается в исходном состоянии, причем независимо от первоначального, случайно устанавливающегося, состояния триггеров 5 и 6 не происходит выработки ложного сигнала, поскольку в первое время благодаря задержке подачи питания блоком 16 питание на обмотки этого реле не подается. Задержка включения питания должна быть больше времени, определяемого из выражения

Ь

где Е/ - результат интегрирования сигналов с генератора импульсов, соответствующих установочному значению частоты вращения; fs - частота импульсов генератора. При постановке агрегата на обороты сигналы тахометрического датчика 2, преобразованные одновибратором 3 в стандартные импульсы, поступают на вход сброса счетчика 4, в результате чего при воздействии этих импульсов происходит обнуление счетчика, а в промежутках между этими импульсами - интегрирование сигналов эталонного генератора 8. До тех пор, пока результат интегрирования превышает установочное значение, триггеры 5 и 6 устанавливаются выходным импульсом с выхода дешифратора 7, подаваемого на их выходы S, Б состояние, при котором на выходе Q триггера 5 устанавливается уровень , логического «О, на выходе триггера 6 - уровень логической «1, т. е. осуществляется операция подготовки к выработке установочного сигнала, в связи с чем триггеры снова устанавливаются в исходное состояние, в результате осуществляется операция аннулирования сигнала логической «1, устанавливаемого на выходе Q триггера 5 под воздействием сигнального импульса с выхода одновибратора 3. По мере роста частоты вращения временные промежутки между снимаемыми с выхода одновибратора 3 сигнальными импульсами уменьшаются до такой степени, что результат интегрирования эталонных импульсов не достигает его установочного значения, в результате устано- вивщийся на выходе Q триггера 5 уровень логического «О и, следовательно, уровень логической «1 на его выходе Q сохраняются до поступления очередного сигнального импульса, чем выполняется операция определения (контроля отрицательного значения разности между установочным значением и полученным результатом интегрирования эталонных импульсов). Поскольку на входе S триггера 6 при этом уровень логической «1, то после прихода указанного импульса происходит изменение состояния этого триггера, на его выходе Q устанавливается уровень логического «О и через включающую обмотку реле 10 происходит ток, его контакты 18 изменяют положение, в результате чего вырабатывается команда на включение исполнительных систем технологической автоматики энерграгре- гата 19, управляемых данным установочным каналом. Поскольку при этом изменяет свое положение и контакт 12, то дешифратор 7 блокируется подключением его входа Е к нулевой шине, что повышает помехоустойчивость системы в целом и ее экономичность, триггер 6 устанавливается в исходное состояние, обесточив тем самым обмотку реле 10 т. е. обеспечивается возможность применения в качестве реле 10 поляризованных реле, не допускающих включения своих обмоток на длительное время, повышение экономичности схемы по питанию, а также снижение температуры блока, в котором установлен данный узел), диод 14 переходит в режим излучения, сигнализируя тем самым факт сработки установочного канала.

Поскольку при каждом совпадении результата интегрирования .эталонных импульсов с его установочным значением оба триггера 5 и 6 устанавливаются в указанном состоянии, то реле 10 не может выработать командный сигнал до тех пор, пока разница между результатом интегрирования и его установочным значением не становится отрицательной, после чего триггеры 5 и 6 разблокировываются по входам 5 и под воздействием сигнальных импульсов поочередно изменяют свое состояние, в результате чего на выходе Q триггера 6 устанавливается уровень логического «О и удерживается до тех пор, пека не сработает реле 10, выработав тем самым командный сигнал, после чего один из входов элемента ИЛИ 9 (посредством контакта 12 реле 10) замыкается на нулевую-шину и уровень логического «О, поступивший на входы S триггеров 5 и 6, изменяет их состояние, в результате чего включаюш,ая обмотка этого реле обесточена, дешифратор 7 заблокирован по входу Е, что повышает экономичность и помехоустойчивость установочного канала. При этом триггеры 5 и 6 обнуляются и находятся в этом состоянии до тех пор, пока система сброса установочного сигнала, символизируемая кнопкой 17, не установит устройство в исходное состояние.

Соединение одного из входов элемента ИЛИ 9 с выходом генератора 8 эталонных импульсов через детектор 21 (в качестве такого детекора может использоваться пиковый детектор с постоянной времени, превышающий период генерируемых импульсов) обеспечивает при нормальной работе генератора эталонных импульсов уровень логической «1 на выходе детектора 21, а при выходе его из строя из-за отсутствия эталонных импульсов на выходе этого детектора устанавливается уровень логического «О, который за время, существенно меньшее периода сигнальных импульсов, через элемент ИЛИ 9 поступает на вход S триггеров 5 и 6,

что и предотвращает выработку ложной команды.

Формула для определения цифрового значения результата интегрирования эталонных импульсов, по которым определяют разряд- иые выходы счетчика 4, подключаемые к входам дещифратора 7, имеет вид

:-т).

г. Л

О рде F - установочное значение частоты вращения;

т - длительность сигнального импульса;

- частота эталонных импульсов.

5

Формула изобретения

1.Устройство для регулирования и защиты энергоагрегата, содержащее преобразователь частоты вращения вала энерго0 агрегата, счетчик, генератор импульсов, первый и второй триггеры, блок питания, дешифратор и командный блок, выходы счетчика соединены с входами дешифратора, выход которого подключен к входу асин5 хронного обнуления первого триггера и входу асинхронной установки второго триггера, вход синхронного обнуления первого триггера и вход синхронной установки второго триггера соединены с шиной нулевого потенциала, выход первого триггера соединен с

0 входом синхронного обнуления второго триггера, выход которого подключен к управляющему входу командного блока, вход питания которого соединен с выходом блока питания, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия выработки командных сигна5 лов, выход генератора импульсов соединен с суммирующим входом счетчика, вход сброса которого подключен к синхровходам первого и второго триггеров и к выходу преобразователя частоты врашения вала энергоагрегата.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, ,с целью повышения надежности устройства, преобразователь частоты вращения вала энергоагрегата подключен к обнуляющему входу счетчика через одновибратор.

5 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, устройство содержит детектор функционирования генератора импульсов и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом дешифратора, а выход - с входом асин0 хронного обнуления первого триггера и входом асинхронной устаноки второго триггера, второй вход элемента ИЛИ подключен к выходу детектора функционирования генератора импульсов, вход которого соединен с выходом генератора импульсов.

5 4. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, командный блок выполнен в виде поляризованного реле, блокирующий кон0

1442691

Ьо

такт которого подключен к третьему входуройство содержит блок задержки, причем

элемента ИЛИ.блок питания подключен к командному,блоку

5. Устройство по п. 1. отличающееся тем,через блок задержки, что, с целью повышения надежности, уст

Устройство относится к области энергетики и предназначено для регулирования и задания режима работы энергоагрегата в процессе повышения частоты его вращения и защиты его от аномальных режимов. Устройство содержит подключенный к валу 1 энергоагрегата тахометрический датчик 2, одновибратор 3, счетчик 4, первый 5 и второй 6 триггеры, дещифратор 7, генератор 8 импульсов, элемент ИЛИ 9, поляризованное реле 10, развязывающий диод 11, нормально разомкнутый контакт 12 реле 10, ограничительный резистор 13, светодиод 14, блок 15 питания, блок 16 задержки, нормально разомкнутый контакт 17 кнопки, переключающий контакт 18 реле 10, энергоагрегат 19, защитный диод 20, детектор 21 функционирования генератора. Импульсы с тахометри- ческого датчика 2 и выхода дещифратора 7 поступают на входы частотного компаратора, выполненного на триггерах 5 и 6. При превыщении частоты импульсов с тахометри- ческого датчика 2 эталонной частоты, вырабатываемой дещифратором 7, в соответствии с ее установленным значением на выходе триггера 6 появляется сигнал, включающий реле 10, которое выдает команду на управление энергоагрегатом. 4 3.п.ф-лы, 1 ил. S (Л