Способ автоподстройки частоты источника питания резонансного электромеханического преобразователя Советский патент 1989 года по МПК H02M7/515 

СП

СО

ел СП

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение, например, для питания магнитострикционных преобразователей

Цель изобретения - повьшение точности автоподстройки источника питания к механическому резонансу электромеханического преобразователя и повьшение КПД.

На фиг. 1 показаны временные диаграммы, поясняющие принцип работы (а - сигнал управления источника питания; б - напряжение ЭДС магнито- стрикции по известному способу; в - напряжение ЭДС магнитострикции по предлагаемому способу); на фиг. .2 - структурная электрическая схема устройства для реализа ции предпагаемого способа; на фиг. 3 - диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство (фиг. 2) реализации предлагаемого способа содержит задающий генератор 1, подключенный к первым входам двух двухвходовых логичес кнх элементов 2И 2 и 3. Выход логического элемента 3 через счетчик 4 импульсов соединен с входом установки в О делителя 5 частоты и с прямым входом триггера 6, выход которого соединен с управляющим электродом тиристора ,7 через второй вход логического элемента 2И 2 - с управляющим входом усилителя 8 мощности И через счетчик 9 импульсов - с инверсным входом триггера 6. Выход последнего соединен с вторыми входами логических элементов 2И 3 и 10. Первьй выход усилителя 8 мощности подключен к компенсирукщему реактивному элементу .11, к электромеханическому преобразователю 12 и к входу ограничителя 13, второй выход усилителя 8 мощности подключен к компенсирующему реактивному элементу 11 и через тиристор 7 - к электромеханическому преобразователю 12, а также через ограничитель 13 и вход логического элемента 2И 10 - с входом делителя 5 частоты, выход которого через интегратор 14 и устройство 15 сравнения подключен к регулирующему входу задающего генератора 1.

Способ осуществляется следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает управляющие импульсы, которые подаются на логические элементы 2И 2 и 3. Режим работы устройства определяется

10

15

20

25

4535572

состоянием триггера 6. Допустим, в начальный момент времени состояние триггера 6 такое же, как на фиг. 1. Логическая 1 триггера 6 поступает на вход логического элемента 2И 2 и тиристора 7, а логический О - на входы логических элементов 2И 3. и 10. Логический элемент 2И 2 пропускает импульсы управления на ти- ристорный инвертор и счетчик 9 импульсов. Устройство работает в режиме генерирования, длительность генераторного режима определяется коэффициентом пересчета счетчика 9 импульсов. После того, как счетчик 9 импульсов отсчитает определенное количество импульсов, с генератора 1 частоты, на его выходе появляется импульс, который перебрасывает триггер 6 в другое состояние. Вследствие этого переброса логический элемент 2И 2 и тиристор 7 закрываются, а логические элементы 2И 3 и 10 открываются. Устройство переходит в режим паузы (фиг. 2а), при котором на зажимах электромеханического преобразователя 12 действует ЭДС.

Согласно известному способу в начальный момент паузы (фиг. 16) пери30

35

40

45

50

55

од ЭДС равен Т, из-за наличия переходного процесса, вызванного доработкой энергии в электрическом контуре, а в конце паузы (при условии окончания переходного процесса) период равен Tj или величине ЭДС, вызванной обратным эффектом магнитострикции. Следовательно, период генерации Т, тиристорного инвертора несколько отличается от периода Т. По предлагаемому способу (фиг. 1в) после выключения тиристора 7 период Т, равен Т из--за отсутствия переходного процесса и, следовательно, период генерации Т тиристорного инвертора равен периоду Т ЭДС магнитострикции. Эта ЭДС после формирования ограничителем 13 через логический элемент 2И 10 поступает на делитель 5 частоты, который формирует прямоугольньй импульс. Длительность этого импульса равна щительности определенного количества периодов затухающих колебаний, которые определяются коэффициентом деления частоты.

После того, как счетчик 4 импульсов отсчитывает определенное количество импульсов, на его выходе появляется импульс, который перебрасьшает

триггер 6, и устройство снова переходит в режим генерирования. Кроме того, выходной импульс счетчика 4 импульсов производит установку в исходное состояние делителя 5 частоты. С помощью интегратора 14 из выходног напряжения делителя 5 .частоты ввде- ляется среднее значение. Напряжение с выхода интегратора 14 подается на один из входов устройства 15 сравнения, на другой вход которого подается напряжение уставки. Напряжение рассогласования с выхода устройства

ной автоподстройкой к частоте механического резонанса.

В отличие от известных предлагаемый способ позволяет с начала бестоковой паузы источника питания в течение первого периода напряжения ЭДС магнитострикции закончить переходный процесс, который обусловлен перераспределением накопленной электрической знергии в контуре, образованном электромеханическим преобразователем и компенсирующим реактивным элементом, а также несовпадени

Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано для питания магнитострикцион- ных преобразователей. Целью является повьшение точности автоподстройки источника питания к механическому резонансу электромеханического преобразователя. Устр-во содержит задающий генератор 1, соединенный с логическими элементами (ЛЭ) 2И 2 и 3. Счетчик импульсов 4 соединен с делителем частоты 5 и триггером 6, выходом соединенным с управляющим электродом тиристора 7 и через ЛЭ 2И 2 - с усилителем мощности 8 и счетчиком импульсов 9. Усилитель 8 соединен с реактивным элементом 11 и электромеханическим преобразователем 12, а через ограничитель 13 к ЛЭ 2И 10 - с входом делителя частоты 5. Во избежание скачка напряжения на индуктивности контура отключение элемента 1 1 производится в момент первого перехода тока контура через ноль. 3 ил. § (Л с

15 сравнения подается на вход задающе-|5 ем фаз меяэду ЭДС магнитострикции и

го генератора 1.

Подстройка системы происходит во время паузы. Выходная частоты источника питания подстраивается непрсред25

30

ственно к частоте собственных колеба-- 2о индуктивности контура отключение НИИ электромеханического преобразователя.

Известно, что для получения максимальной амплитуды механических колебаний резонансного электромеханического преобразователя требуются одно- полярные импульсы тока синусоидальной формы. При компенсации электромеханического преобразователя образуется электрический колебательный контур, в котором контурный ток

I превышает входной ток контура

(фиг. За), и для компенсации отрицательной амплитуды переменного тока требуется дополнительный источник постоянного тока.

В устройстве, реализующем способ, это решается за счет затягивания тока (фиг. Зб) через тиристор, замы- какщий индуктивную цепь колебательного электрического контура и источника питания. Время проводимости тиристора относительно периода час35

реактивного элемента производится в момент первого перехода тока ко тура через ноль. Следовательно, в рой период ЭДС при выключенном ис точнике питания равен периоду соб венной частоты механического резо нанса электромеханического преобр зователя, так как зависит только свойств механического резонатора, что позволяет осуществить автопод стройку частоты источника питания с высокой точностью при минимальн бестоковой паузе.

Формула изобретен

40

Способ автоподстройки частоты источника питания резонансного эл ромеханического преобразователя к пенсированного реактивным элемент заключающийся в измерении во врем периодически создаваемых при рабо источника питания пауз сигнала об ной связи, сравнении его с заданн и воздействии сигналом рассогласо

тоты колебаний входного тока Т зависит от соотношения величин активного и индуктивного сопротивлений цепи. Время открытого состояния тиристора равно Trt, а в случае отсутствия активных потерь равно периоду выходной частоты источника питания. Это позволяет без дополнительного источника питания постоянного тока получать однополярный синусоидальный ток через электромеханический пре- образователь при минимальном весе и габаритах источника питания с точвынуждакяцими колебаниями электрического контура путем отключения ком- пенсируищего реактивного элемента. Во избежание скачка напряжения на

индуктивности контура отключение

реактивного элемента производится в момент первого перехода тока контура через ноль. Следовательно, второй период ЭДС при выключенном источнике питания равен периоду собственной частоты механического резонанса электромеханического преобразователя, так как зависит только от свойств механического резонатора, что позволяет осуществить автоподстройку частоты источника питания с высокой точностью при минимальной бестоковой паузе.

ормула изобретения

40

Способ автоподстройки частоты источника питания резонансного электромеханического преобразователя компенсированного реактивным элементом, заключающийся в измерении во время периодически создаваемых при работе источника питания пауз сигнала обратной связи, сравнении его с заданным и воздействии сигналом рассогласова45 ния на задающий генератор источника питания, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности автоподстройки источника питания к механическому резонансу электро50 механического преобразователя и повышения КПД, на время пауз перед замером сигнала обратной связи при первом переходе тока в электромеханическом преобразоватапе через ноль

55 отключают компенсирующий реактивный элемент.

N

Фиг.З

Г