УСТРОЙСТВО ЗАДАНИЯ ПРОГРАММЫ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ РОТОРОВ ТУРБОАГРЕГАТОВ Советский патент 1994 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к автоматизации испытаний, а именно к программно-задающим устройствам управления термическими термоциклическими испытаниями.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения расширения диапазона программ термоциклических испытаний, уменьшения времени настройки параметров программы, оперативной независимой коррекции параметров программы в ходе испытаний.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы на выходах блоков устройства.

Устройство задания программы термоциклических испытаний роторов турбоагрегатов содержит последовательно соединенные задатчик начального напряжения и первый интегратор 2, первый замыкающий управляемый ключ 3, входом и выходом подключенный соответственно к входу и выходу первого интегратора 2, а управляющим входом - к выходу первого блока 4 сравнения, первый вход которого подключен к выходу первого интегратора 2, а второй - к задатчику 5 времени цикла, задатчик 6 времени начала охлаждения и второй блок 7 сравнения, первый вход которого подключен к выходу первого интегратора 2, а второй - к задатчику 6 времени охлаждения, задатчик 8 минимальной температуры и первый сумматор 9. Кроме того, устройство содержит второй замыкающий управляемый ключ 10, первый размыкающий управляемый ключ 11, задатчик 12 максимальной температуры, задатчик 13 скорости нагрева, третий замыкающий управляемый ключ 14, последовательно соединенные задатчик 15 скорости охлаждения, второй размыкающий управляемый ключ 16 и второй сумматор 17, последовательно соединенные релейный элемент 18, умножитель 19 и второй интегратор 20, выход которого подключен к выходу первого сумматора 9, первый вход которого подключен к выходу второго замыкающего управляемого ключа 10, вход которого подключен к задатчику 12 максимальной температуры, задатчик 8 минимальной температуры подключен к входу первого размыкающего управляемого ключа 11, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, задатчик 13 скорости нагрева подключен к входу третьего замыкающего управляемого ключа 14, выход которого подключен к второму входу второго сумматора 17, выход которого подключен к второму входу умножителя 19, выход второго блока 7 сравнения подключен к управляющим входам первого и второго размыкающих управляемых ключей 11 и 16, второго и третьего замыкающих управляемых ключей 10 и 14.

Устройство работает следующим образом.

Время цикла программы t_ц (см. фиг. 2) устанавливают, задавая напряжение U_вых.5 на выходе задатчика 5 времени цикла. Для расширения диапазона задания t_ц используют задатчик 1 напряжения, выходное напряжение которого U_вых.1 задает скорость возрастания напряжения U_вых.2 на выходе первого интегратора 2. Первый интегратор 2 не входит в режим интегрирования, поэтому его выходное напряжение U_вых.2 изменяется по линейному закону. Время t₁, соответствующее моменту начала охлаждения, задается напряжением U_вых.6 с помощью задатчика 6 времени начала охлаждения. Максимальная температура цикла испытаний задается напряжением U_вых.12 с помощью задатчика 12 максимальной температуры, а минимальная температура - напряжением U_вых.8 задатчик 8 минимальной температуры. Скорость нагрева задается напряжением U_вых.13 задатчика 13 скорости нагрева, а скорость охлаждения - напряжением U_вых.15 задатчика 15 скорости охлаждения.

Для формирования времени цикла t_ц выходное напряжение U_вых.2 первого интегратора 2 сравнивается с напряжением U_вых.5. В момент равенства напряжений U_вых.2 и U_вых.5 срабатывает первый блок 4 сравнения, а напряжение на его выходе изменяется скачком из нулевого значения до напряжения U_вых.4, которое поступает на управляющий вход первого замыкающего управляемого ключа 3, который замыкается, что приводит к интенсивному снижению напряжения U_вых.2. При достижении U_вых.2 нулевого значения вновь срабатывает первый блок сравнения 4, напряжение U_вых.4 скачком снижается до нуля. Время Δ t снижения напряжения U_вых.2 до нуля весьма мало и составляет величину порядка нескольких десятков микросекунд. Первый замыкающий управляемый ключ 3 размыкается и начинается новый цикл интегрирования первого интегратора 2. Напряжение U_вых.2 первого интегратора 2 сравнивается также с напряжением задатчика 6 времени начала охлаждения, задающим время t_1. Пока напряжение U_вых.2 меньше напряжения U_вых.6, напряжение U_вых.7 на выходе второго блока 7 сравнения равно U_вых.7оп. При достижении (в момент времени t₁) напряжением U_вых.2 напряжения U_вых.6 срабатывает второй блок 7 сравнения и напряжение U_вых.7 становится равным нулю. При снижении U_вых.2 до нулевого значения происходит повторное срабатывание второго блока 7 сравнения, напряжение на его выходе снова скачком устанавливается равным U_вых.7оп, и процесс повторяется. В течение промежутка времени 0 - t₁ напряжение U_вых.7оп (оптимальное напряжение с выхода второго блока 7 сравнения) поступает на управляющие входы второго замыкающего управляемого ключа 10 и первого размыкающего управляемого ключа 11. Второй замыкающий управляемый ключ 10 при этом замкнут и напряжение на первом входе первого сумматора замыкающий управляемый ключ 9 равно напряжению U_вых.12 на выходе задатчика 12 максимальной температуры. Первый размыкающий управляемый ключ 11 разомкнут и напряжение на втором входе первого сумматора 9 равно нулю, поэтому на отрезке времени 0 - t₁ напряжение U_вых.9 на выходе первого сумматора 9 равно напряжению U_вых.12 на выходе задатчика 12 максимальной температуры. На отрезке времени t₁ - t_ц напряжение U_вых.7 на выходе второго блока 7 управления равно нулю. При этом второй замыкающий управляемый ключ 10 размыкается, а первый размыкающий управляемый ключ 11 замыкается. Напряжение на первом входе первого сумматора 9 равно нулю, напряжение на втором входе первого сумматора 9 равно напряжению на выходе задатчика 8 минимальной температуры, а следовательно, напряжение U_вых.8 на выходе первого сумматора 9 равно напряжению U_вых.8. В течение следующего цикла процесс повторяется. Как уже отмечалось выше напряжения U_вых.12 и U_вых.8 задают соответственно максимальную и минимальную температуру программы испытаний. Напряжение с выхода второго блока 7 сравнения поступает также на управляющие входы третьего замыкающего управляемого ключа 14 и второго размыкающего управляемого ключа 16. На отрезке времени цикла 0 - t₁, когда напряжение на выходе второго блока 7 сравнения равно U_вых.7оп, третий замыкающий управляемый ключ 14 замыкается, а второй размыкающий 16 управляемый ключ размыкается. При этом на первый вход второго сумматора 17 поступает напряжение U_вых.13 с выхода задатчика 13 скорости нагрева, а напряжение на втором входе второго сумматора 17 - равно нулю. Следовательно, напряжение U_вых.17 на выходе второго сумматора 17 равно U_вых.13 на выходе задатчика 13 скорости нагрева. На отрезке времени t₁ - t_ц напряжение на выходе второго блока 17 сравнения равно нулю, поэтому третий замыкающий управляемый ключ 14 размыкается, а второй размыкающий управляемый ключ 16 замыкается. Напряжение на первом входе второго сумматора 17 равно нулю, а напряжение на втором входе второго сумматора 17 равно напряжению U_вых.15 на выходе задатчика 15 скорости охлаждения. Таким образом, на отрезке времени t₁ - t_ц напряжение U_вых.17 на выходе второго сумматора 17 равно напряжению U_вых.15 на выходе задатчика 15 скорости охлаждения. Напряжения U_вых.13 и U_вых.15 задают соответственно скорости нагрева и охлаждения. На отрезке времени 0 - t₁ на первый вход релейного элемента 18 поступает напряжение U_вых.9 = U_вых.12 с выхода первого сумматора 9. Пока напряжение, поступающее на первый вход релейного элемента 18 с выхода второго интегратора 20, меньше напряжения на втором входе релейного элемента 18, на выходе последнего устанавливается напряжение U_вых.18, которое без нарушения общности можно принять равным U_вых.18 = 1 В. Тогда после перемножения сигналов напряжений U_вых.18 и U_вых.17 умножителя 19 на вход второго интегратора 20 будет поступать напряжение, равное U_вых.19 = U_вых.13. Напряжение U_вых.20 на выходе второго интегратора 20 будет линейно нарастать со скоростью, задаваемой напряжением U_вых.13. В момент времени t₂ напряжение U_вых.20 сравняется с напряжением U_вых.13= = U_вых.12 и сработает релейный элемент 18. Напряжение U_вых.18 на его выходе скачком упадет до нуля, напряжение U_вых.19 на входе второго интегратора 20 также станет равным нулю. Напряжение U_вых.20 на выходе второго интегратора 20 стабилизируется, а на отрезке времени t₂ - t₁ будет поддерживаться равным U_вых.20 = U_вых.12. На отрезке времени t₁ - t_ц напряжение U_вых.9 = U_вых.8, что соответствует заданию минимальной температуры нагрева. Так как U_вых.8 < U_вых.12, то срабатывает релейный элемент 18 и на его выходе появляется напряжение U_вых.18 = -1 В. В умножителе 19 перемножаются сигналы напряжений U_вых.18 = -1 В и U_вых.17 = = U_вых.15. На вход второго интегратора 20 поступает напряжение U_вых.19 = U_вых.15, задающее скорость охлаждения. Напряжение U_вых.20 на выходе второго интегратора 20 уменьшается по линейному закону. При достижении (в момент времени t₃) напряжением U_вых.20 напряжения U_вых.8 опять срабатывает релейный элемент 18, а напряжение U_вых.18 на его выходе становится равным нулю. После перемножения напряжений U_вых.18 и U_вых.17 умножителем 19, напряжение U_вых.19 на его выходе также равно нулю.

Следовательно, равно нулю напряжение U_вх.20 на входе второго интегратора 20. Происходит стабилизация напряжения U_вых.20 на уровне напряжения U_вых.10 в течение времени t₃ - t_ц. После достижения времени t_ц процессы формирования программы повторяются.

Выполнение заявленного изобретения описанным выше образом обеспечивает расширение диапазона программ термоциклических испытаний за счет регулируемого раздельного задания скоростей нагрева и охлаждения. Это позволяет формировать программы с различными наклонами на участках нагрева и охлаждения, что существенно расширяет возможности термоциклических стендовых испытаний роторов турбоагрегатов.

Взаимонезависимое задание всех параметров программы, реализованное в изобретении, позволяет на 20-30% уменьшить подготовительное время. Кроме того, это позволяет оперативно корректировать программу в ходе испытаний и при управлении испытаниями от ЭВМ. (56) Авторское свидетельство СССР N 1288523, кл. G 01 M 15/00, 1986.

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства путем обеспечения регулируемого раздельного задания скоростей нагрева и охлаждения испытуемых роторов турбоагрегатов. Устройство в зависимости от сигналов задатчиков 5, 1, 6, 12, 8, 13 и 15 времени цикла, начального напряжения, времени начала охлаждения максимальной температуры, минимальной температуры, скорости нагрева и скорости охлаждения соответственно формирует на выходе в виде напряжения сигнал программы нагрева и охлаждения испытуемых роторов турбоагрегатов, характеризующий время цикла испытаний, скорость нагрева и охлаждения, время начала охлаждения, а также максимальную и минимальную температуры нагрева и охлаждения. Такое выполнение устройства позволяет обеспечить формирование программ испытаний с различными наклонами на участках нагрева и охлаждения. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ЗАДАНИЯ ПРОГРАММЫ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ РОТОРОВ ТУРБОАГРЕГАТОВ , содеpжащее последовательно соединенные задатчик начального напpяжения и пеpвый интегpатоp, пеpвый замыкающий упpавляемый ключ, входом и выходом подключенный соответственно к входу и выходу пеpвого интегpатоpа, а упpавляющим входом - к выходу пеpвого блока сpавнения, пеpвый вход котоpого подключен к выходу пеpвого интегpатоpа, а втоpой - к задатчику вpемени цикла, задатчик вpемени охлаждения и втоpой блок сpавнения, пеpвый вход котоpого подключен к выходу пеpвого интегpатоpа, а втоpой - к задатчику вpемени начала охлаждения, задатчик минимальной темпеpатуpы и пеpвый сумматоp, отличающееся тем, что, с целью pасшиpения функциональных возможностей путем обеспечения pасшиpения диапазона пpогpамм теpмоциклических испытаний, уменьшения вpемени настpойки паpаметpов пpогpаммы, опеpативной и независимой коppекции паpаметpов пpогpаммы в ходе испытаний, устpойство дополнительно содеpжит втоpой замыкающий упpавляемый ключ, пеpвый pазмыкающий упpавляемый ключ, задатчик максимальной темпеpатуpы, задатчик скоpости нагpева, тpетий замыкающий упpавляемый ключ, последовательно соединенные задатчик скоpости охлаждения, втоpой pазмыкающий упpавляемый ключ и втоpой сумматоp, последовательно соединенные pелейный элемент, умножитель и втоpой интегpатоp, выход котоpого подключен к пеpвому входу pелейного элемента, втоpой вход котоpого подключен к выходу пеpвого сумматоpа, пеpвый вход котоpого подключен к выходу втоpого замыкающего упpавляемого ключа, вход котоpого подключен к задатчику максимальной темпеpатуpы, задатчик минимальной темпеpатуpы подключен к входу пеpвого pазмыкающего упpавляемого ключа, выход котоpого подключен к втоpому входу пеpвого сумматоpа, задатчик скоpости нагpева подключен к входу тpетьего замыкающего упpавляемого ключа, выход котоpого подключен к втоpому входу втоpого сумматоpа, выход котоpого подключен к втоpому входу умножителя, выход втоpого блока сpавнения подключен к упpавляющим входам пеpвого и втоpого pазмыкающих упpавляемых ключей, втоpого и тpетьего замыкающих упpавляемых ключей.