Устройство для отработки заданногоположения регулирующего органа

осударстеенный комите 1 овета Министров СССР по делам изобретений(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТРАБОТКИ АДАННОГО ПОЛОЖЕНИЯ РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАшнрение функциоящего устройства,Предлагаемое устройство предназначено для дистанционного автоматизированного управления по заданной программе мощностью различных газотурбинных и тепловых двигателей путем воздействия на их топливорегулирующие органы. Оно также может использоваться в тех областях техники, где требуется программное управление по скорости отработки любого заранее заданного положения механически управляемого объекта или органа.Известно устройство для отработки заданного положения регулирующего органа, содержащее задающий и принимающий элементы, соединенные последовательно, усилитель и исполнительный двигатель. Вал двигателя связан с тахогенератором и прйнимающим элементом, выход которого подключен к первому элементу сравнения,В известных следящих системах датчик электрически связан с приемником, выход приемника соединен с входом усилителя, При этом на выходе усилителя подключен исполнительный электродвигатель, с валом которого связан тахогенератор, Выход тахогенератора (в противофазе с выходом приемника) подсоединен на вход усилителя.При изменении угла положения датчика на выход приемника появляется сигнал рассогласования, который поступает на вход усилителя. Исполнительный двигатель управляется усиленным напряжением сигнала и поворачивает приемник, стремясь свести сигнал рассогласования к нулю. Сигнал с выхода тахогенератора, необходимый для демпфирования следящей системы, подается на вход усилителя в противофазе с сигналом рассогласования.При использовании указанной дистанционной следящей системы изменение мощности, например, газотурбинного двигателя (ГТД) проводится оператором, который с помощью рукоятки управления управляет топливным насосом, осуществляя вручную всю требуемую для данного ГТД программу увеличения мощности.Известные системы управления ГТД, включающие в себя дистанционные следящие системы управления топливным насосом, не обеспечивают автоматической отработки заданного положения рычага топливного насоса с разными скоростями по заранее заданной программе,Кроме того, при ручном управлении ГТД возможен чрезмерно форсированный вывод турбины на установленную мощность, приводящий к выходу турбины из строя и даже к аварии.Цель изобретения - раснальных возможностей следнапример обеспечение автоматизацип управления топливорегулирующим органом газовой турбины (или другого теплового двигателя) по предварительно заданной программе скоростей отработки с фиксацией конечного заданного положения.Для этого в следящее устройство введены соединенные последовательно реле и фазочувствительная пороговая схема, подключенная к выходу принимающего элемента, блок программных напряжений, связанный с валом исполнительного двигателя, и второй элемент сравнения, Первый вход второго эле. мента сравнения подсоединен к выходу блока программных напряжений, выход тахогецератора через размыкающий контакт реле - к входу первого элемента сравнения, а через замыкающий - к втором. входу второго элемента сравнения. Вход усилителя через размыкающий контакт реле связан с выходом первого элемента сравнения, а через замыкающий - с выходом второго элемента сравнен и 5,Функциональная схема предлагаемого устройства представлена на фиг, 1, где 1 - задающий элемент - датчик; 2 - принимающий элемент - приемник; 3 - тахогенератор;4 - исполнительный двигатель; 5 - усилитель;6 - фазочувствительная пороговая схема;7 - блок программных напряжений; 8 - реле;9, 10 - элементы сравнения; а,; а, - углы поворота датчика и приемника,Устройство содержит датчик 1, механически соединенный с рукояткой режимов работы, исполнительный двигатель 4, механически соединенный с приемником 2 и тахогенератором 3, и блок 7 программных напряжений. Кроме того, в состав устройства входят усилитель 5, фазочувствительная пороговая схема 6, реле 8 и элементы 9 и 10 сравнения. Датчик и приемник соединены электрически, а исполнительный двигатель, кроме того, связан механически с объектом управления (топливорегулирующим органом ГТД) и управляет им. В качестве датчика и приемника могут быть использованы, например, СКВТ.С выходом приемника 2 соединен вход фазочувствительной пороговой схемы 6, на выходе которой включено реле 8, Выход тахо- генератора 3 через размыкающий контакт 11 этого реле подключен в противофазе на элементе 9 сравнения с выходом приемника 2. Выход элемента 9 сравнения через размыкающий контакт 12 соединен с входом усилителя 5. Через замыкающий контакт 11 выход тахогенератора 3 подключен на один вход элемента 10 сравнения, а на второй вход этого элемента - выход блока 7. Выход элемента 10 сравнения через замыкающий контакт 12 подсоединен на вход усилителя,В принципе работа предлагаемого устройства не зависит от того, с какого элемента - датчика 1 или приемника 2 - снимается напряжение сигнала и, следовательно, от под 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ключеция пороговой схемы 6 к датчику или приемнику.Работает устройство следующим образом.При согласованном положении элементов датчика 1 и приемника 2 напряжение сигнала на выходе приемника равно нулю, следовтельно, ца входе схемы 6 напряжение так;ке равно нулю и реле 8, подключенное к выходу схемы 6, обесточецо. На входе усилителя апряжение практически также равно нулю, и двигатель 4 неподвижен. Напряжение и выходной обмотке неподвижного тахогенератора 3 отсутствует.Прп не:ольших углах рассогласования напряжение сигнала меньше порога срабатыва:ия схемы 6, поэтому предлагаемое устройство работает как обычная следящая система по положению с отрицательной обратной связью по скорости отработки.При больших углах рассогласования входное напряжение схемы 6 превышает пороговое напряжение и схема 6 в зависимости от величины и фазы входного напряжения вырабатывает напряжение, достаточное для срабатывания реле 8, Последнее контактами 11 и 12 переключает вход усилителя 5 с выхода элемента 9 сравнения, где действуют напряжения сигнала приемника и выходного напряжения тахогенератора 3, на выход элемента 10 сравнения, на входе которого действуют напряжения блока 7 и напряжение тахо- генератора 3. Таким образом, при больших рассогласованиях между датчиком и приемником предлагаемое устройство переключается в режим интегрирующего привода, входным сигналом которого становится выходное напряжение блока 7 программных напряжений, При этом скорость отработки определяется величиной напряжения, которое в данный момент выдает этот блок,В результате устройство отрабатывает заданное положение по заданной программе до тех пор, пока рассогласование между датчиком 1 и приемником 2 не уменьшится до порогового значения, при котором схема 6 обесточит реле 8 и переведет устройство из режима интегрирующего привода в следящий режим. При этом достигается полная отработка оставшегося малого рассогласования между датчиком 1 и приемником 2 (следовательно, и объектом управления). Применительно к газовой турбице, таким образом, обеспечивается точная и плавная фиксация ее регулирующего органа в строго заданном положении.Блок 7 программных напряжений является источником сигналов в устройстве, работающем в режиме интегрирующего привода. Скорость отработки двигателя в этом режиме определяется величиной выходного (программного) напряжения блока 7. Данный блок, механически связанный с валом исполнительного двигателя, осуществляет переключение сигнальных напряжений в нужных точках. Положение этих точек определяется программой набора мощности, по которой должен управляться объект (или топливорегулирующий орган),В качестве примера возможной реализации предлагаемоего устройства на фиг. 2 представлена принципиальная электрическая схема устройства с отраженными в ней механическими связями.Схема включает в себя: задающий и принимающий элементы типа СКВТ, блок 7 программных напряжений, асинхронный тахогенератор 3 типа АТ, асинхронный двигатель 4 типа АД, усилитель 5 мощности, фазочувствительную пороговую схему 6, электромагнитное реле 8, микровыключатели 13, 14 с кулачками, трансформатор 15, резисторы 16 - 19, фазосдвигающие конденсаторы 20 и 21.Формула изобретенияУстройство для отработки заданного положения регулирующего органа, содержащее задающий и принимающий элементы, соединенные последовательно, усилитель и исполнительный двигатель, вал которого связан с тахогенератором и принимающим эле ментом, выход которого соединен с первымэлементом сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, устройство содержит соединенные последовательно реле и фазочувствительную по роговую схему, связанную с выходом принимающего элемента, блок программных напряжений, связанный с валом исполнительного двигателя, второй элемент сравнения, первый вход которого подключен к выходу блока 15 программных напряжений, выход тахогенератора через размыкающий контакт реле соединен с входом первого элемента сравнения, а через замыкающий - с вторым входом второго элемента сравнения, вход усилителя че рез размыкающий контакт реле связан свыходом первого элемента сравнения, а через замыкающий - с выходом второго элемента сравнения.508779 Составитель Б. Стржалковский Текред Т. Лященко Редактор И, Грузова Корректор М. Лейзерман Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1097/15 Изд,1236 Тираж 1029 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5