Устройство для контроля времени срабатывания электроклапана

(5 ОПИСА ЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ьство СССР 3/02, 1983.ьство СССР 3/02, 1985.Я КОНТРОЛЯ ВРЕЯ ЭЛ Е КТРО КЛАПАИзобретение относится к автоматическому регулированию, а именно к элементам систем автоматического регулирования, и может быть использовано для дистанционного определения времени включенного состояния электроклапана, не имеющего собственных контактных групп и входящих в агрегаты топливорегулирующей аппаратуры ГТД.Характеристика электромагнитного клапана представляет собой линейную зависимость среднего (за период Т изменения линеаризирующих колебаний) значения регулируемой величины - Хвых.сред (например, расход) от входного управляющего сигнала 2 Хвх, подаваемого на вход ШИМ, т.е.Хвых,сред = К Хвх, где К коэффициент передачи (преобразования).Для улучшения динамических характеристик САР частоту линеаризирующих колебаний стремятся установить максимальной, верхнее значение которой определяют быстродействие и стабильная работа электромагнитного клапана, Однако при увеличении частоты линеаризующих колебаний пренебрежение инерционностью якоря электромагнитного клапана снижает точность выполнения указанной зависимомени срабатыскания (Тотп.)так как Тотп.(Л сти вследствие раз вания (Тср) и врем электромагнитного обычно меньше Тср,В этом случае в необходимо учитыва ставляющую, т,е.; ости вре ени отп клапана анном выражени ительную со 9 ащ по вых.сред - КфХв Тотп.Хвых.макс.,Т ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(57) Сущность изобретения: касается измерений и доводки топливорегулирующей ап. паратуры, узлов и агрегатов газотурбинного двигателя. Сущность изобретения: устройство содержит 1 входную шину (1), 1 обмотку (2) электроклапана, 1 датчик (3) тока, 1 общую шину (4), 1 дифференцирующую цепь (5), 2 компаратора (6,7), 2 шины первого (8) и второго (9) установочных напряжений, 1 счетный триггер(14), 1 В-триггер(11), 1 - 2 - 3 - 4, 2 - 5 - 6-11-12, 5 - 7 - 14 - 11-12, 1 ил. ГДЕ Хвых,макс МаКСИМаЛЬНОЕ ЗНаЧЕНИЕ РЕГУ- лируемой величины.С целью устранения разности между . входным и выходным параметром электро- клапана (при сохранении минимального времени срабатывания) используют цепь разряда, включенную параллельно обмотке электромагнитного клапана, которая позволяет замедлить снижения тока в обмотке, а следовательно, увеличить Тотп.) за счет действия тока разряда, возникающего вследствие наведения в обмотке ЭДС само- индукции в момент отключения обмотки клапана от источника питания. Однако влияния на Тсраб. величины источника питания, 1795421сопротивления линии связи "устройство - обмотка электромагнитного клапана", разброс значения индуктивностей и сопротивлений обмоток электромагнитных клапанов и других факторов, требует конкретного подбора Вррз., что является недостатком указанных устройств, в которых применен этот способ.Существеннь 1 м недостатком подобных устройств является также то, что в процессе работы не контролируются и не устраняются влияния внешних факторов температура рабочей жидкости или газа, перепад давления), противоположно изменяющих Тсраб и Тотп что приводит к снижению точности воспроизведения укаэанного выше выражения.Известно устройство, которое устраняет рассмотренные недостатки, содержащее последовательно включенные входную шину, обмотку управления электроклапана, датчик тока и общую шину, параллельно датчику тока включена дифференцирующая цепь, выход которой соединен с инвертирующим входом первого компаратора.Недостатком известного технического решения является его малая точность.Целью изобретения является увеличение точности контроля времени не закрытого состояния электроклапана.Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля времени срабатывания электроклапана, содержащее последовательно включенные входную шину, обмотку управления электроклапана, датчик тока и общую шину, параллельно датчику тока включена дифференцирующая цепь, выход которой соединен с инвертирующим входом первого компаратора, в него введен второй компаратор, шины первого и второго установочных напряжений, счетный триггер и ВС-триггер, выход которого соединен с выходной шиной, В-вход - с выходом счетного триггера, а Я-вход соединен с выходом первого компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с шиной первого установочного напряжения инвертирующий вход с инвертирующим входом второго компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с шиной второго установочного напряжения, а выход - с выходом счетного триггера,Изобретение поясняется чертежом, на котором показана входная шина 1, последовательно соединенная с обмоткой 2 электроклапана и датчиком тока 3, соединенного с общей шиной 4, дифференцирующая цепь 5, выход которой соединен с инвертирующими входами компараторов 6 и 7, на неинвертирующие входы которых подаются35 45 50 10 15 20 25 30 установочные шины 8 и 9, выход компаратора 6 через дифференцирующую цепь 10 соединен с Я-входом триггера 11, выход которого соединен с выходной шиной 12, а его К-вход через дифференцирующую цепь 13 и пересчетный триггер 14 соединен с выходом компаратора 7, На чертеже также показан шток 17 и средство 15 установки триггеров 11 и 14 в исходное состояние.Пересчетный триггер 14 использован управляемый по перепаду напряжения на его входе с низкого на высокое, например, выполненный на базе О-триггера. В случае использования другихтиповтриггеров 14 на его входе включается дополнительная дифференцирующая цепь, не показанная на чертеже.При отсутствии напряжения на шине 1 триггер 11 установлен в состояние, при котором на его выходе-шине 12 напряжение отсутствует.Триггер 14 установлен в состояние, при котором на его выходе высокий положительный потенциал, шток 17 находится в состоянии, при котором магистраль перекрыта, не показана на чертеже.В момент времени 11 на шину 1 пришел передний фронт вход входного импульса и, начиная с этого момента, в обмотке 2 происходит плавное нарастание тока, а с выхода дифференцирующей цепи 5 формируется положительное напряжение, величина которого пропорциональна скорости нарастания тока через датчик тока 3, Величина напряжения с выхода дифференцирующей цепи 5 более величины напряжения уставки 01 на шинах 9 и 8, поэтому на выходе компаратора 6 напряжение отсутствует, напряжение отсутствует и на выходе компаратора 7, так как на его неинвертирующем входе установочное напряжение на шине 9 отрицательное,В момент времени с 2 величина тока через обмотку 2 электроклапана достигла такой величины, при которой началось движение штока 17, вследствие чего крутизна нарастания тока через обмотку 2 уменьшилась и уменьшилось напряжение с выхода дифференцирующей цепи 5, которое стало по своей величине менее напряжения на шине 8 и поэтому на выходе компаратора 6 сформировался перепад напряжения с низкого на высокий, по которому сработает триггер 11 и на его выходе и выходной шине12 сформировался передний фронт выходного импульса. В момент времени тз движение штока 17 прекратилось, т.к, он достиг упора и скорость нарастания тока через обмотку 2 стала прежней, напряжение на выходе компаратора 6 стало равным нулю.1795421 5 10 35 40 45 50 В момент времени 14 ток через обмотку 2 достиг своего максимального размера и в дальнейшем нарастание тока стало равным нулю и стало равным нулю и выходное напряжение с выхода дифференцирующей цепи 5 и на выходе компаратора 6 сформировалось высокое напряжение, которое подтвердило состояние триггера 11, при котором на его выходе высокое напряжение,В момент времени 15 напряжения И стало равным нулю и ток через обмотку 2 стал плавно уменьшаться - диод 18, общая шина 4, датчик тока 3. С выхода дифференцирующей цепи 5 сформировано постоянное напряжение отрицательной полярности с величиной, пропорциональной скорости уменьшения тока через обмотку 2,Величина напряжения с дифференцирующей цепи 5 более напряжения уставки, поданого на шину 9 и поэтому на выходе компэратора 7 сформировалось положительное напряжения, от которого сработал счетный триггер 14 и на его выходе напряжение стало равным нулю.В момент времени 16, величина тока через обмотку 2 уменьшилась настолько. что шток 17 начал свое движение на возврат в исходное состояние, в связи с этим крутизна уменьшения тока через обмотку 2 уменьшилась, напряжение с выхода диффеФормула изобретения Устройство для контроля времени срабатывания электроклапана, содержащее последовательно включенные входную шину, обмотку управления электроклапана, датчик тока и общую шину, параллельно датчику тока включена дифференцирующая цепь, выход которой соединен с инвертирующим входом первого компаратора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности контроля времени незакрытого состояния электроклапана, в него введен вто 15 20 25 30 ренцирующей цепи 5 стало менее,напряжения уставки на шине 9 и поэтому на выходе компараторэ 7 сформировался фронт напряжения с низкого на высокий, по которому на выходе триггера 14 сформировался фронт напряжения с низкого на высокий, по которому триггер 11 вернулся в исходное положение и на выходной шине 12 сформировался задний фронт выходного импульса Увы. Далее работа аналогична рэссмотренн.ой.Таким образом, при подаче на предложенное техническое решение электрический прямоугольной импульс на шину 1 на его выходе формируется импульс напряжения, длительность которого строго равна времени открытого состояния электроклапана и она полностью отражает влияние внешних факторов - температура рабочей жидкости - газа, перепад давления. величины источника питания, разброс значения индуктивностей и т.д, на время открытого состояния данного контролируемого электроклапана, в не зависимости от его типа и конструкции, что и увеличивает точность контроля времени открытого состояния электроклапана и расширяет его область использования, т.к. не требуется подрегулирование,рой компаратор, шины первого и второго установочных напряжений, счетный триггер и ВЯ-триггер, выход которого соединен с выходной шиной, Й-вход - с выходом счетного триггера, а Я-вход соединен с выходом первого компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с шиной первого установочного напряжения, инвертирующий вход соединен с инвертирующим входом второго компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с шиной второго установочного напряжения, а выход - с входом счетного триггера.1795421 Ююх. Составитель В.ТурченкоТехред М.Моргентал орректор М.Петров ор Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарин Заказ 429 Тираж ,Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5