Волнопродуктор щитового типа Советский патент 1980 года по МПК E02B1/02 

Изобретение относится к экспериментальной гидромеханике, в частности к волнопродукторам для опытовых бассейнов. Известен волнопродуктор щитового типа, включающий волнообразующий элемент, кривощипно шатунный механизм с кареткой и двигателем каретки 1 . Недостатком такого устройства является возможнвсть получения только периодических волн. Известен также волнопродуктор щитового тит, включающий волнообразующий элемент, кривошипно-шатунный механизм с кареткой и двигателем, двигатель каретки, фазовый и ампл тудный модуляторы 2. Однако такое устройство имеет узкий диаш зон изменения параметров волн. . Цель изобретения - расширение диапазона регулировани i параметров волн. Это достигается тем, что волнопродуктор снабжен детектором, двумя усилшглями-сумматорами, датчиком положения каретки, фазовым .дискриминатором с ограничителем и дифференцирующим звеном, датчиком частоты вра.щения двигателя кривошипко-шатунного механизма и задатчиком электрических сигналов, выполненным в виде нескольких приводимь1Х во вращение синхронным двигателем сельсинов с трехлучевыми обмотками, зашгтанными трехфазовым напряжением, и делителем напряжения, причем вход одного из усилителей-сумматоров соединен с выходом датчика положения каретки и через детектор - с выходом за датчика электрических сигналов, а вход второго усилжелясумматора соединен с выходом датчика частоты вращения и через дифференцирующее звено, фазовый дискриминатор и ограничитель - с задатчиком электрических сигналов. Кроме того, роторы сельсинов соединены между собой механически через зубчатые передачи с передаточными отнощениями, образующими гармонический ряд 1,2,3... п(п 5). На фиг. 1 дана схема предлагаемого волнопродуктора; на фиг. 2 - схема замкнутых систем автоматического регулирования. Волнообразующий щитовой элемент 1 через щатун 2 соединен с пальцем 3 кривошипа, закрепленным на каретке 4, которая может передвигаться по ходовому винту 5, расположенному радиально на маховике 6. Привод от электродвигателя 7 постоянного тока к ходовому вишу 5 осуществляется через цепной редуктор 8. Двигатель 9 кривошипно-шатуиного механизма через редуктор 10 вращает . 6, на котором установлен датчик 11 обратной связи - указатель положения каретки и усилитель-сумматор 12. Вне маховика установ лены датчики обратной связи - датчик 13 скорости вращения двигателя 9, усилитель - сумМатер 14/задатчик 15 Этёктр1етёскйх7сигна51бв, .детектор 16, фазовый дискриминатор 17 с ограничителем 18 и диффе| енциру1бщим звеном 19. Датчик:11, усилитель-сумматор 12, задатчик 15 и дeteктop 16 электрически соединены между собой вспомогательным электродвигателем 7, образуя замкнутую систему автоматического , регулирования положения каретки. . Датчик 13, усилитель-сумматор 14, задат- . «iiK 15, фазовый даскриминатор 17 VSipSimHтелам 18 и дифференцирующим звеном 19 элект рически соединены между собой 9, образуя замкнутую систему автомат11ческогЬ регулирования скорости вращения маховика. , Задатчик 15 выполнен в виде корпуса (условно не показан), на котором закреплено несколькоприводимых во вращение синхронным двигателем 20 сельсинов 21,трехлучевые обмотк 22 которых запитаны симметричным трехфазовь М напряжением, например, промышленной частоты. Однофззовbie обмотки 23 через делители 24 напряжения соединены с детекторам fe и ограничителем 18, а роторы 25 соединетГ между собой механически чера зубчатые переда чи с передаточными отношениями, образующими гармошческий ряд 1,2, 3 ...п (). При равномерном в-ршдёнйи рбтфй с однофазной обмоткой каждого с льсййаенишется переменное напряже1ше постоянной амплйтуДы, модулированное по фазе : / . г.- ; Ui(t) mUm sin (t + iSlt), .. : . где Urn - амплитуда питающего напряжения; m - коэффициент передачи сельсина; -частота питающего напряжения; -номер сельсина;, . - круговая частота Вращени я ротора ; . ; ;сельсийа :; . ; ; Напряжения, снятые с однофазных обмоток сельсина, после делителей суммируются с коэф фициентами К-,, определяющимися энергетически спектром задаЕ1аембг6 нерегулярного волнения В результате суммирования получается электрический сигнал - . Н- - . и„ ТЗ kjmUm sin (uDt + iat). Этот Сложный сигнал можно представить в виде гаомонического колебания, модулированного по амплитуде и по фазе: E(t) sin uuot +e(t)I (Шд - частота, соответствующая максимуму энергетического спектра). Очевидно, что обычное детектирование сигнала Ug с помощью детектора 16 даст в результате сигнал, пропорциональный E(t) огиающей процесса, который может быть испольован для управления вспомогательным двигателем. Очевидно также, чтЬ, огра гичив сигнал U ограничителем 18, подав его на сигнальный вход фазового даскримивдтора 17 и использовав в качестве опорного напряжения дискриминатора 17 сигнал того сельсина, скорость вращеНИИ которого соответствует максимуму заданного для воспроизведения в бассейне энергетического спектра, на выходе будет сигнал, пропорциональный Отклонению фазы et результирувдегоколебания от фазы гармонического колебашя с частотой, соответствующей максимуму cnekTjja. Этот сигнал после дифференцирования звеном 19 может бьггй использован для управления главнымдвигателем. При таком построении задатчика .и схем регулирования получает сигналы с нужньш законом распределения:. E(t)- - Релея, 0t равной вероятности. При условии, что количество использованных 5еЬьс ияов достаточно велико (), сигнал Uji будет подчиняться нормально закону распределения. Поскольку в описанной схеме для перемещеиия пальца кривошипа и регулирования скорос™ главного двигателя использовань замкнутые сисТемь автоматического регулирования, рабОтаюшие по коррелированным между собой программам, с помощью установки в опытном бассейне создается нерегулярное волнение с задгСнным знергетическим спектром и заданными вероятностньшихарактеристиками элеменгов йолн; - .;, Формула изобретения 1. Волнофодуктор щигового типа, включаюцдай волнообразующий элемент, кривощипношатущгый механизм с кареткой и двигателем, двигатель каретки, фазовый и амплитудный модуляторы, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования гараметров волн, волнопродуктор снабжен детектором, даумя усилителями-сумматорами, датчиком положения каретки, фазовым дискриминатором с ограничителем и дифференцируюищм звеном, датчиком частоты вращения , двигателя кривошипно-шатунного-механизма и задатчикрм электрических сигналов, выполненным в виде нескольких приводимых во вращение синхронным двигателем сельсинов с трехлучевыми обмотками, запиханными