Система автоматического регулирования скорости потока воды Советский патент 1974 года по МПК G05D7/06 

1

Предлагаемая система регулирования скорости потока относится к области автоматики и может быть использована, в частности, в гидродинамических лабораториях при ггро ведении экспериментальншс работ, требующих поддержания скорости потока с- высокой точностью.

Известна система автоматического регулирования скорости потока воды, содержащая задатчик скорости потока, подсоединенный к приводу импеллера, выполненному в виде последовательно соединенных сумматора, усилителя, генератора и двигателя, вал которого связан с тахогенератором.

Предлагаемая систе ла отличается от известной тем, что она дополнительно содержит фуюсциональный преобразователь, подключенный к диагонали питаниямостовой схемы, в одно из плеч которой включен терморезистор, помещенный в поток, а к измерительной дишо|Нали подсоединены последовательно

1соединенные усилитель и диодный ограничитель, подключенный к электроду записи мемистора. Последний включен в выходную цепь управлявмого делителя напряжения, подключенного к выходу тахогенератора привода. Выход усилителя соединен со вторым входом усилителя привода, выход управляемого делителя подключен к сумматору привода, а выход задатчика скорости потока . подключен к входу функционального преобразователя.

Структурная схема системы приведена на чертеже.

Система содержит задатчик ско рости потока I, формирующий непосредственно сигнал задания на привод импеллера ( Wj ) и по показывакщему прибору 2 с помощью функционального преобразователя 3, состоящего из выпряглителя 4, нелинейного преобразователя 5 и генератора тока 6, ток задания Зз для питания мостовой схемы 7 с термо(резисторами 8 и 9, один из которых

служит для измерения скорости потока, а другой - для компенсации те1 шературной погрешности. Система содержит также привод 10 с усилителем сигнала .ошибки II, генератором 12, и двигателем 13, вал которого соединен с тахогенератором 14 и импеллером 15, находяицшся в гидродинаглической трубе .16, управляегшй делитель напряжения на резисторах 17,18 и мемистере 19, электрод записи котошго через диодный ограничитель 20 и усилитель 21 включен в измерительную диагональ моста 7.

Система работает следующшл образом.

В режиме задания скорости потока с помощью рукоятки задатчика I по пoкaзывaющe y прибору 2 устанавливаются ток 3 f соответствующий задшшой скорости потока

УЗ , и сигнал задания скорости имг1елле)а сОз . Связь мевду током 3 и скоростью потока УЗ определяется балансом моста 7,т.е. постоянством сопротивления терморезистора 8, которое при заданном токе Из определяется скоростью потока V

Поскольку зависимость 3 ( V ) отличается от линейной зависимости V ( со ) , в цепь задания тока Эз введен фуьшщюнальный преобразователь 3, вкльзчающиЯ в себя преобразователь 5 с соответству 0 ей характеристикой. Выпряшь тель 4 преобразует сигнал перемен ного тока задатчика I в напряжение постоянного тока, необходимое для управления нелинейным преобразователем 5. Применение этого преобразователя обеспечивает приближенное соответствие заданий на скорости шлиеллера ( оо ) и потока V ). Точное значение необходимой скорости шлпеллера w подбирается автоматически с помощью корректирующего контура, подстфивающего коэф шщент передачи цепи обратной связи от тахогенератора таким осразом, что скорость V не 1эт ;цчается от заданного значения

УЗ . Действительно, при наличии рассогласования 4у--У-УЗ мост 7 находится в неуравновешенном состоянии, и напряжение с его иэме1И тельной диагона ш через усилитель .-1 и диодный ограничитель ;Ю поступает на электрод записи мемистора 19. Под действием тока записи сопготнвление цепи считывания мемистора, включенное последовательно с i)e3HOTopaNra Т7, 18, изменяется, вызывая в зависимости от знака Av , уменьшение или увеличение коэффициента передачи делителя (цепь считывания мемистора

питается от тахогенератора 14 переменного тока). Этот процесс продолжается до тех пор, пока скорость вращения импеллера о) не достигнет значения, точно осответствутащего заданной скорости потока УЗ , т.е. отклонение скорости ЛУ равно нулю. Очевидно, что точность Босщю из ведения нелинейной функции преобразователя 3

практически не оказывает влияния на погрешность задания и регулирования скорости тока. Такие же низкие требования в отношении точности предъявляются ко всегл остальным звеньям системы, за искльэчением измерительного моста 7, усилителя 21 и меглистора 19. Последние должны обладать лишь достаточно мшшм дрейфом нулевого узювня. В реш1ме

стабилизацрп-1 корректирующий контур работает аналогично, так как независимо от причин, по которым возникает отклонение скорости потока У от заданного значения

УЗ , происходит разбаланс моо-та. В результате возникает сигнал 0 цепи записи мешадтора, и соответственно перестраивается управляемый делитель в цепи обратной

связи по скорости шшеллера.

Для повышения быстродействия в переходных решшах в системе предусмотрено дополнительное корректирующее воздействие на усилитель сигнала ошибки II по сигналу, пропорциональному отклонению скорости потока от заданной. Этот сигнал снимается с выхода усилителя 21. Такая коррекШГЯ оказывает

влияние только в переходных птюцессах, когда под действием какихлибо возмущений возникает отклонение скорости Av . В установившихся режимах при Лv о сигнал

на выходе усилителя 21 отсутствует.

ПРЩ1ЖТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Система автоматического регулированщ скорости потока воды, содержащая задатчик скорости потока, подсоединенный к приводу импеллера, выполненногиу в виде последовательно соединенных су шатора,

усилителя, генератора и двигателя, вал которого связал с тахогенератором , о тличающая ся TeMj что, с целью повышения точности работы системы, она дополнител но содержит функодональный преобразователь, подключенный к диагона ли питания мостовой схемы, в одно из плеч которой включен терморезистор, расположенный в потоке, а к измерительной диагонали подсоединены последовательно соединенйиси мемистора, включенного в выходную цепь управляемого делителя напряжения, подключенного к выходу тахогенератора привода, причем выход усилителя соединен со вторым входом усилителя привода; шход управляемого делителя подключен к сугжатору п ривода, а выход задатчика скорости потока подключен

I

)