Устройство программного управления нагревом роторов турбоагрегатов при разгонно-циклических испытаниях Советский патент 1989 года по МПК G01M15/00 

к

3150

Изобретение относится к управлению индукционным нагревом и может быть использовано в стендах разгон- но-циклических испытаний роторов в металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1288523.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем управления скоростью нагрева и охлаждения роторов турбоагрегатов. На фиг.1 представлена структурная

Первый интегратор 1 работает на начальной части своей характеристики (фиг.2), поэтому его выходное

напряжение изменяется по линейному закону. Для формирования времени одного цикла изменения температуры Тр ротора турбоагрегата выходное напряжение первого интегратора 1 сравнивается (фиг.2) с опорным напряжением Vgfj-f , снимаемым с выхода задат- чика установки времени цикла. В момент равенства gt,, и от выходе второго блока 9 сравнения обра

Изобретение относится к управлению индукционным нагревом и может быть использовано в стендах разгонно-циклических испытаний роторов в металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Устройство формирует сигнал управления для использования в стендах разгонно-циклических испытаний роторов турбоагрегатов, задающий скорости нагрева и охлаждения и время выдержки высокой и низкой температур роторов по сигналам с задатчика 2 начального напряжения интегратора, задатчика 7 установки времени цикла, задатчика 6 начального момента снижения температуры, задатчика 3 минимальной температуры и задатчика 16 температурного режима. Такое выполнение устройства позволяет расширить его функциональные возможности путем управления скоростью нагрева и охлаждения роторов турбоагрегата. 2 ил.

схема устройства; на фиг.2 - времен- 15 зуется импульс .g который от25

30

35

ная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит интегратор 1 с задатчиком 2 начального напряжения, последовательно соединенные задатчик 3 минимальной температуры, сумматор 4 20 и задатчик 5 скорости нагрева и охлаждения, задатчик 6 начального момента снижения температуры, задатчик 7 установки времени цикла, два блока 8 и 9 сравнения и управляемый ключ 10, выход интегратора 1 соединен с входами ключа 10 и обоих блоков 8 и 9 сравнения, второй вход первого блока 8 сравнения соединен с задатчиком 6 начального момента снижения температуры, а его выход - с вторым входом сумматора 4, второй вход второго блока 9 сравнения сое- , динен с задатчиком 7 установки времени цикла, его выход - с управляющим входом ключа 10, а выход ключа 10 соединен с вkoдoм интегратора 1. Кроме того, в устройстве первый блок 8 сравнения вьшолнен с двумя выходами, а задатчик 5 скорости нагрева и охлаждениявыполнен в виде последовательно соединенных релейного элемента 11, блока 12 умножения и второго интегратора 13, последовательно соединенных масштабирующего усилителя 14 и второго сумматора 15, а также задатчика 16 температурного режима, подключенного к второму входу второго сумматора 15, выход которого подключен к второму входу блока 12 умножения, выход первого сумматора 4 подключен к первому входу релейного элемента 11, второй вход которого подключен к выходу второго интегратора 13, второй выход первого блока 8 сравнения подключен к входу масштабирующего усилителя 15. ., Устройство работает следуюиц1м образом.

крывает ключ 10 на время д t , выходное напряжение ключа кра ковременно снижается до нулевого зн чения.

Во время действия импульса длительностью /1 t происходит понижение

40

45

50

gi,/ до нуля, что обеспечивает ну

и

левое напряжение на первом входе вт рого блока 9 сравнения. Это приводи к появлению gi,ig,p , закрытию клюfчa 10 и новому циклу интегрирования первого интегратора 1. Полная вьвдер ка времени, равная , определяется изменением нулевого значения до значения напряжения УОЛ 7 устанавливаемого на втором входе второго блока 9 сравнения задатчиком 7 установки времени цикла Регулировка времени цикла tn, необходимая при испытаниях роторов турбоагрегатов, осуществляется изме нением 1}опл которое может автомати чески изменяться, в частности, и от управляемого вычислительного ком плекса. Применение блока прецизионн го интегрирования (первый интеграто 1) позволяет получать время t одного изменения температуры tp ротор

турбоагрегата с высокой Точностью. Темп изменения выходного напряжения первого интегратора 1 регулируется как задатчиком 2 начального напряжения интегратора, так и время задающей цепью первого интегратора Входное напряжение Uj. j первого ин тегратора 1 изменяется аналогично Bbtt 10 НДУ большого коэффициент передачи второго блока 9 сравнения, 55 снижение выходного напряжения Ugj,,,, до нуля происходит с большой крутиз ной, sf время at, имеет величину порядка нескольких десятков микросекунд.

зуется импульс .g который открывает ключ 10 на время д t , выходное напряжение ключа кратковременно снижается до нулевого значения.

Во время действия импульса длительностью /1 t происходит понижение

5

0

5

0

0

5

0

gi,/ до нуля, что обеспечивает нуи

левое напряжение на первом входе второго блока 9 сравнения. Это приводит к появлению gi,ig,p , закрытию клюfчa 10 и новому циклу интегрирования первого интегратора 1. Полная вьвдерж- ка времени, равная , определяется изменением нулевого значения до значения напряжения УОЛ 7 устанавливаемого на втором входе второго блока 9 сравнения задатчиком 7 установки времени цикла. Регулировка времени цикла tn, необходимая при испытаниях роторов турбоагрегатов, осуществляется изменением 1}опл которое может автоматически изменяться, в частности, и от управляемого вычислительного комплекса. Применение блока прецизионного интегрирования (первый интегратор 1) позволяет получать время t одного изменения температуры tp ротора

турбоагрегата с высокой Точностью. Темп изменения выходного напряжения первого интегратора 1 регулируется как задатчиком 2 начального напряжения интегратора, так и время- задающей цепью первого интегратора 1. Входное напряжение Uj. j первого интегратора 1 изменяется аналогично Bbtt 10 НДУ большого коэффициента передачи второго блока 9 сравнения, 5 снижение выходного напряжения Ugj,,,, до нуля происходит с большой крутизной, sf время at, имеет величину порядка нескольких десятков микросекунд.

Для формирования времени (G-t), соответствующего (фиг.2) этапам увеличения температуры Тр () и рабте с установившейся температурой Тр (,), выходное напряжение , сравнивается в первом блоке 8 сравнения с опорным напряжением .t снимаемым с выхода задатчика 6 начального момента снижения температуры. При напряжениях Ug,/, оп е на первом выходе первого блока 8 сравнения существует напряжение UBJ,, J , определяемое его напряжением питания (фиг.2, время 0-t). При напряжениях , рп.б ы- ходе первого блока 8 сравнения устанавливается нулевое напряжение (фиг.2, время ). Далее картина изменения повторяется от цикла к циклу.

Регулирование времени (О - t.) осуществляется опорным напряжением . t снимаемым с задатчика 6 начального момента снижения температуры. Напряжение имеет крутые передний и задний фронты в силу того.

при вык.п о

ЬЫх.И Цдц /5 UM

.f/ Bkt.if t. пр., и . n и Y bbiTi.it и

где. Т - постоянная интегрирования

второго интегратора 13,

и„ - масштабное напряжение второго интегратора 13.

В момент достижения выходным сиг- налом второго интегратора 13 заданно- го значения (tj , и т.д.) релейный элемент 11 перебрасывается в нулевое положение (Ug,,, 0) и напряжение на выходе второго интеграто- .ра 13 становится равным нулю.

Наклон участков траектории , ,j а следовательно, и интенсивность нагрева ротора при фиксированных значениях еьщ ц определяются величи- ной Ug, /f , снимаемой с выхода второго сумматора, и коэффициентом масштабирования усилителя 1Д,

Управление темпом нагрева и охлаждения роторов турбоагрегатов при раз- гонно-циклических испытаниях с помощью предлагаемого устройства осуществляется в диапазоне до 1500 с. Устройство имеет расширенные функциочто коэффициент передачи велик. Напряжение на первом входе релейного элемента 11 получают суммированием l fbiJi в выходным напряжением УВЫДЗ задатчика 3 минимальной температуры. В зависимости от сигнала ошибки и/ « Upb/x BtK.ij релейный элемент 11 перебрасьшается в одно из крайних

положений, в результате с его выхода снимается максимальное по величине напряжение положительной или отрицательной полярности, которое затем поступает на первый вход бло-

ка 12 умножения. На второй его вход поступает сигнал U с выхода второго сумматора 15, ас выхода блока 12 умножений напряжение

и,

вып. 12

Ц&ми-/

UM

и

вЬ11 .If

где и - масштабное напряжение бло. ка 12 умножения

поступает на вход второго интегратора 13. В зависимости от знака сигнала в(пч на выходе второго интегратора 13 напряжение растет пли уменьшается 1О линейной зависимости

при вык.п о

нальные возможности за счет управления скоростью нагрева и охлаждения роторов турбоагрегатов при одновременном повышении точности управления.

Длительная точность работы устройства программного управления характеризуется тем, что время одного цик- ла изменяется за смену не более, чем на 5-8 с при. длительности одного цикла мин.

Формула изобретения

Устройство программного управления нагревом роторов турбоагрегатов при разгонно-циклических испытаниях по авт. св. № 1288523, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем управления скоростью нагрева и охлаждения роторов турбоагрегатов, первьй блок сравнения выполнен с двумя выходами, а задатчик скорости

нагрева и охлаждения выполнен в виде последовательно соединенных релейного элемента, блока умножения и второго интегратора, последовательно соединенных масштабирующего усилителя и второго сумматора, а также задатчика температурного режима, подключенного к второму входу второго

Заказ 5078/53

Тираж 789

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москна. Ж-35, РауШская наб., д. Д/З

сумматора, выход которого подключен к второму входу блока умножения, выход первого сумматора подключен к первому входу релейного элемента, второй вход которого подключен к выходу второго интегратора,второй выход первого блока сравнения подключен к входу масштабирующего усилителя.

Подписное