Многоканальный времязадающий генератор Советский патент 1982 года по МПК H03K5/153 

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для запуска или приведения в действие нескольких устройств с заданной временной последа зательностью.

Известны моторные реле времени, содержащие два ряда контактов и два вращающихся ползунка или ротора с приводом от двигателя, причем ползунки связаны между собой механической передачей с определенным передаточным отношением 1.

Однако известные моторные реле времени не могут обеспечить стабильные интервалы менее секунды, так как отсчет временных интервалов идет от момента подачи питания на двигатель, а процесс разгона двигателя является весьма нестабильным.

Известны также электромеханические реле времени, в которых раскрученный двигатель подключается к времязадающему механизму с помощью электромагнита 2.

Такие устройства не могут обеспечить стабильные интервалы менее десятых долей секунды вследствие инерционности подключаемого механизма.

Наиболее близким к предлагаемому является многоканальный генератор.

состоящий из устройства коммутации, например электромеханического коммутатора со щетками, и разрядных ячеек. Каждая пусковая цепь разрядной ячейки подключена к одной из щеток коммутатора, периодически замыкающуюся на общую шину через вращающийся ротор. Для питания пусковых цепей второй и последующих ячеек используется

10 энергия, выдаваемая при срабатывании первой или соответственно другой пре;дыдущей ячейки, а энергия для питания пусковой цепи первой разрядной ячейки подается от внешнего источни15ка питания через пусковой контакт 3.

Недостаток известного генератора состоит в том, что минимальные временные интервалы при значениях в 100 раэ меньших максимальных интервалов, име20ют большую относительную погрешность за счет люфта щеток, превышающую 10%.

Цель изобретения - повышение точности временных интервалов.

Указанная цель достигается тем,

25 что в многоканальный времязадающий генератор, содержгиаий устройство коммутации с контактами, замыкающимися через ротор с токопроводящей пластиной на общую шину, и разрядные ячей30ки с управляемыми разрядниками, пусковьши трансформаторами, зарядным и :нагрузочным резисторами, нагрузочным и накопительным конденсаторами, в которых первые выводы первичной обмотки пускового трансформатора подключены к собственным контактам, а вторые выводы подключены к нагрузочному конденсатору предьщущей ячейки, причем второй вывод первой ячейки подключен к точке соединения пускового резистора и пускового конденсатора, второй вывод которого подключен к общей шине, введены по крайней мере еще один ряд замыкающих контактов и столько же роторов, связанных .Между собой механической передачей с передаточным отношением от первого ротора КС второму, от второго к трет ему и т.д., равным целому числу боле 1, причем один из выводов первичной обмотки пусковых трансформаторов под ключен к общей шине через собственные контакты, находящиеся в разных рядах, при этом контакт первой ячейки второго и последующих рядов установлен в направлении вращения роторов по Отношению контакта первой яче ки первого или соответственно другого предыдущего ряда на угол гУ --тг Т, где Т - период вращения ротора, замыкающий устанавливаемый контакт; t. - время нахождения устанавли ваемого контакта в замкнуто состоянии а контакт второй и последующих ячеек первого и последующих рядов установлен в направлении вращения роторов по отношению контакта первой или соответственно другой -предыдущей ячейки того же рдда на угол P-H-i l где Tj, - заданный временной интервал между моментами срабатывания первой и второй, второй и третьей и т.д. ячейками соответственно. Генератор позволяет повысить точность временных интервалов и расширить соотношение максимального интер вала к минимальному без снижения точ ности. На чертеже представлена схема мно грканального время задающего генера тора.г Многокансшьный времязадающий гене ратор состоит из устройства коммутации 1 и разрядных ячеек 2-1-2-3. Устройство коммутёщии содержит роторы 3 и 4, вращаемые со стабилизированно скоростью, и статор 5. Ротор 4 свяsfaH с ротором 3 механической передачей , повышающей скорость вращения ро тора 4 с передаточным отношением, равным целому числу более 1. На роторе 3 укреплена токопроводящая пластина 6 на роторе 4 - пластина 7. Связь между роторами через механическую передачу устанавливается так, что при нахождении пластины б в положении начала отсчета углов пластина 7 также находится в положении начала отсчета своих углов. На статоре 5 расположены первый ряд подвижных контактов 8-1 - 8-3 и второй ряд подвижных контактов 9-1 - 9-3, Каждый контакт представляет собой две щетки, расположенные по окружности с зазором между ними меньше ширины пластин 6 и 7. Контакты 8-1 - 8-3 первого ряда размещены вокруг ротора 3 и контактируют через щетки с пластиной 6. Время замыкания этих контактов через пластину 6 при вращении ротора 3 должно быть приблизительно равным периоду вращения ротора 4. Контакты 9-1 - 9-3 второго ряда размещены вокруг ротора 4 и контактируют через щетки с пластиной 7. Время замы1;ания этих контактов через пластину 7 при вращении ротора 4 должно быть, достаточным для разряда пускового конденсатора 10 и нагрузочных конденсаторов 11-1 - 11-3 через первичные обмотки пусковых трансформаТоров 12-1 - 12-3, но не превышать О,1 периода вращения ротора 4. Генератор содержит также накопительные конденсаторы 13-1 - 13-3, управляемые разрядники 14-1 - 14-3, нагрузочные резисторы 15-1 - 15-3, зарядные резисторы 16-1 - 16-3, пусковой резистор 17 и пусковой контакт 18, подключенный к источнику 19 питания. Выходное напряжение снимается с клемм 20-1 - 20-3. Период вращения ротора 3 должен превышать максимальный временной интервал между моментами срабатывания двух любых смежных ячеек 2-1 и 2-2 или 2-2 и 2-3 на время нахождения любого из контактов 8-1 - 8-3 в замкнутом состоянии где Т - период вращения ротора 3; tr - максимальный заданный менной интервал между моментами срабатывания двух любых смежных ячеек 2-1 и 2-2 или 2-2 и 2-3; время нахождения контактов 8-1, 8-2 или 8-3 в замкнутом состоянии. Контакт 8-1 устанавливается произвольно или на нулевой отметке шкалы, если она имеется. Контакт 9-1 устанавливается в направлении вращения роторов по отношению контакта 8-1 н угол «. где Т2 - период вращения ротора 4; Ьу - время нахождения контакта 9-1, 9-3 в замкнутом состоянии. Контакты 8-2, 8-3 и 9-2, 9-3 устан авл ив аиотс я в зависимости от вели чины заданных временных интервалов между моментами срабатывания любых двух смежн лх ячеек 2-1 - 2-2 и 2-2 2-3, т.е. между моментами появления напряжения на клеммах 20-1 - 20-2 и 20-2 - 20«3. Контакт 8-2 устанавливается в направлении вращения роторов по отношению контакта 8-1 на угол гдеТ,,- временной интервал между моментами срабатывания ячеек 2-1 и 2-2. Контакт 9-2 устанавливается в н правлении вращения роторов по отношению контакта 9-1 на угол f.-. где . временной интервал между моментами срабатывания ячеек 2-1 и 2-2. Контакт 8-3 устанавливается в н правлении вращения роторов по отно шению контакта 8-2 на угол P-v.- tгде - временной интервал между моментами срабатывания ячеек 2-2 и 2-3. Контакт 9-3 у ;танавливается в н правлении вращения роторов по отно шению контакта 9-2 на угол -.-«f где ТГа.. - временной интервал между моментами срабатывания ячеек 2-2 и 2-3. Генератор работает следующим образом. По подготовительной команде через зарядные резисторы 16-1 - 16-3 заряжаются накопительные конденсато ры 13-1 - 13-3, с помощью двигателя раскручиваются до определенной стабилизированной скорости ротор 3 и ротор 4, Период вращения которых определяется передаточным целым чис лом более 1. Величина нагрузочных резисторов 15-1 - 15-3 должна быть в 100-1000 раз меньше величины разрядных резисторов 16-1 - 16-3, чтоб напряжение на клеммах 20-,1 - 20-3 при заряде конденсаторов 13-1 - 13не превышало допусти1 влх значений. При поступлении исполнительной команды (замыкание контакта 18) начинается зарядка пускового конденсатора 10. Пусковой резистор 17 ограничивает ток в момент замыкания контакт 18, чтобы снизить при этом величину напряжения на трансфо1 1аторе 12-1. С другой стоЕюны, постоянная времени.зарядки конденсатора 10 не должна превышать 0,5 периода вращения ротора 3. Замыкание контактов 8-1 - 8-3 и 9-1 - 9-3 при вращении роторов 3 и 4 не синхронизировано с замыканием контакта 18, но в любом случае выдача импульса на поджигающий электрод управляемого разрядника 14-1 происходит после того, как конденсатор 10 достаточно зарядится и в момент замыкания контакта 9-1 после соответствующего замыка- . ния контакта 8-1. При срабатывании разрядника 14-1 к конденсатору 13-1 подключается нагрузочный конденсатор 11-1 через нагрузочный резистор 15-1, с которого выдается импульс напряжения на клемму 20-1. Замыкание основной цепи разрядника 14-1 поддерживается до выравнивания напряжений на конденсаторах 13-1 и 11-1. С этого момента ячейка 2-2 уже готова к работе. Через время, равноеI.j-- , находящийся под напряжением контакт 8-2 замыкается через пластину 6. Однако замыкание цепи ячейки 2-2 на общую шину и появление напряжения на клемме 20-2 происходит только в момент замыкания контакта 9-2. Таким образом, погрешность временного интервала 1-2. счет флуктуации момента замыкания контакта определяется флуктуацией, обусловленной контактами 9-1, 9-2, а не контактами 8-1, 8-2, временной разброс момента замыкания которых больше в передаточное отношение раз. Это относится и к последующим разрядным ячейКс1М. Использование изобретения позволяет повысить точность при увеличении отношения максимального временного интервала к минимальному приблизительно со 100 до неограниченно большой величины, если соответственно увеличивать число роторов и рядов контактов устройства коммутации. Для упрощения установки замыкающих контактов следует выбирать передаточные числа, кратные 10. Формула изобретения Многоканальный времязадающий генератор, содержащий устройство коммутации с контактами, замыкающимися через ротор с токопроводящей пластиной на общую шину, и разрядные ячейки с управляемыми разрядниками, пусковыми трансформаторами, зарядным и нагрузочным резисторами, нагрузочным и накопительным конденсаторами, в которых первые выводы первичной обмотки пускового трансформатора подключены к собственным контактам, а вторые выводы подключены к нагрузоч ному конденсатору предыдущей ячейки причем второй вывод первой ячейки подключен к точке соединения пусков го резистора и пускового конденсатора, второй вывод которого подключен к общей шине, отличающий с я тем,что, с целью повышени точности формирования временных интервалов, введены по крайней мере еще один ряд замыкающих контактов и столько же роторов, связанных меж ду собой механической передачей с передаточным отношением от первого ротора к второму, от второго к трет ему и т.д., равным целому числу более 1, причем первый вывод первично обмотки пускового трансформатора каждой разрядной ячейки подключен к общей шине через собственные контакты, находящиеся в разных рядах, при этом контакт первой ячейки второго и последующих рядов установлен в направлении вращения роторов по отношению контакта первой ячейки пе всго или соответственно другого предьадущего ряда на угол де Ти - период вращения ротора, замыкающий устанавливаемый контакт; tp, - время нахождения устанавливаемого контакта в замкнутом состоянии, а контакт второй и последующих ячек первого и последующих рядов установлен в направлении вращения роторов по отношению контакта первой или соответственно другой предыдуей ячейки того же ряда на угол У - заданный временной интервал между моментами срабатывания первой и второй, второй и третьей и т.д. ячейками соответственно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 307430, кл. Н 01 Н 43/10, 1971. 2. Патент СССР 434667, кл. Н 01 Н 43/10, 1974. 3. Авторское свидетельство СССР № 573856, кл. .Н 03 К 3/53/Н 03 К 3/78, 1977 (прототип).