Электромеханическое устройство для решения алгебраических уравнений

Класс 42 пт, 36 лЪ 98978 СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУЛ. Ф. Мошнин ЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙЗаявлено 20 анре. Опубликовано 949 г, за М 2319(395822 в Гостехнину СССРБюллетене изобретсннЬ М 9 за 19.19 г. Предметом изобретения является электромеханическое счетно-решающее устройство для решения алгебраических уравнений вида х:.ау". Решение таких уравнении необходимо, например при расчете гидравлических сетей, когда они моделируются электрическими сопротивлениями, в которых протекают токи, пропорциональные расходам воды в соответствующих сети трубопроводах. В такой электрической модели сопротивгения должны регулироваться таким образом, чтобы протекаощие в них токи изменялись пропорционально величине у, а падение на них напряжений было пропорционально величине х.В известных элсктрохеханических счетно-решающих устройствах, применяемых в электрических моделях, регулирование сопротивлений (потенциометров) ооычно осуществляется вручную.Особенностью описываемого устройства является совместное использование в нем следуюших трех средств: подключение одного из сопротивлений к постороннему источнику тока; применение реверсивного электрического двигателя для перемещения подвижных контактов сопротивлении и использование в качестве указанного электрического прибора двухобмоочного,ифференциального реле, которое сравнивает напряжения (или токи) в цепях сопротивлений и служит для включения двигателя при небалансе магнитодвж щих сл оомоток,На чертеже пзобракена электрическая схема описываемого устройства.Принцип действия устройства основан на соответствии распределения токов по линиям электрической модели распределению расходов воды по линиям моделируемой гидравлической сети..Для такого соответствия необходимо, чтобы падение напряжения 1 в линиях электрической модели находилось в такой ке функциональной зависимости от слы тока 1, в какой потери напора Н в линиях моделируемой гидравлической сети находятся по отношению к расходу воды 1.Потери напора Н в гидравлических сетях выражаются формулой:Н=-Ьсн, (1)где: Я в сопротивлен линии,зависящее от длины, диаметра и состояния внутренней поверхности труб;показатель степени и - :1,75 - :2.Падение напряжения в линиях электрической модели определяется законом Ома:Ч=К 1, (2)где: К-электрическое сопротивление линии; Ч - падение напряже. ния на сопротивлении К; 1-сила тока, протекающего через сопротивление К.Формула (2) может быть представлена в виде:Ч==К 1 "1" . (3)В этой формуле член К 1" может быть постоянной величиной:К 1 ":-сопз 1 С, (4)Полагая, что величина сопротивления 8 гидравлической линии при расчетах принимается тоже постоянной величиной для каждого конкретного случая, можно считать, что:С - .: КЯ, (5)где К коэффициент пропорциональности.При этом условии падение напряжения в линии электрической модели может быть выражено в виде;т К 8 п (6)Если коэффициент пропорциональности К принять одинаковым для всех линий гидравлической сети, то распределение токов по линиям электрической модели окажется пропорциональным распределению расходов воды по линиям моделируемой гидравлической сети, Путем замера силы тока в линиях электрической модели возможно определить расходы воды в моделируемой гидравлической сети. Для этого необходимо, чтобы сопротивления и линия электрической модели и гидравлической сети удовлетворяли уравнению, выведенному из сопоставления уравнений (4) и (5):К 11"=С=КЯ или К=К 51" . (7)В частном случае, при квадратической зависимости потерь напора от расхода воды, т.е. при и. в 2, уравнение (7) примет вид:К =.КЯ. В этом случае необходимо обеспечить изменение сопротивлений, включенных в линии электрической модели в зависимости от изменения силы тока по формуле (8).Изменение сопротивлений в описываемом устройстве осуществляется автоматически. Одно изних выполнено и виде потенциометра 1 с линейно изменяемым сопротивлением, подключенным точками а и б к соответствующим узловым точкам электрической модели, а другое -в виде потенциометра 2 с сопротивлением, изменяемым соотве гственно показате,по степени и, подключенным к источнику постоянного тока со стабильным напряжением.Движки 3 и 4 потенцпометров имеют общий привод и перемещаются посредством гайки о, движущейся по ходовому винту 6. Ходовой винт получает вращение от реверсивного электродвигателя 7 через валик 8 и шестерни 9.Для управления электродвигателем применено двухобмоточное дифференциальное реле 10, обмотки 11, 12 которого включены параллельно или последовательно к изменяемым частям сопротивлений потенциометров 1,2.Двухобмоточное реле снабжено двумя контактами, из которых контакт 13 включен в цепь обмотки 14 возбуждения электродвигателя, а контакт 15 - в цепь обмотки 16 в д реверсирования этого электродвигателя.При равенстве токов в обмотках реле оба контакта разомкнуты и электродвигатель выключен, При превышении тока в одной из обмоток реле происходит замыкание одного из контактов, включение электродвигателя на прямой или обратный ход и перемещение подвижных контактов потенциометров в ту или другую сторону до тех пор, пока не сравняются напряжения (токи) в обеих обмотках реле. При этом произойдет автоматическое изменение сопротивления потенциометра 1, вследствие чего протекающцп через этот цотенциометр ток изменитсяпропорционально величине у, а падение на нем напряжения в пропорционально величине х.Электрическая модель моделируемой гидравлической сети составляется из набора подобных устройств, включаемых в отдельные звенья модели и отображающих отдельные участки гидравлической системы, Возможно применить в устройстве основные сопротивления (потенциометры 1) в таком количестве, чтобы каждому диаметру труб соответствовало отдельное сопротивление, и переход от диаметра к диаметру свести к электрическим переключениям - без необходимости каких-либо перестановок сопротивлений.Предмет изобретения1, Электромеханическое устройство для репения алгебраических уравнений вида х=ауп, содержащее два переменных сопротивления со скользящими контактами, механически соединенными между сооой, и электрический прибор, додключенный к этим сопротивлениям и служащий для автоматического изменения сопротивлений в зависимости от величины протекающего в приборе тока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы, одно из указанных сопротивлении выполнено в виде функционального потенциометра и подключено к постороннему источнику тока, для передвижения подвижных контактов потенциометра и сопротивления применен реверсивный электрический двигатель и в качестве упомянутого электрического прибора использовано двухобмоточное дифференциальное реле, подключенное своими обмотками к сопротивлению и потенциометру и служащее для включения электрического двигателя при небалансе магнитодвижущих сил обмоток.2. Применение устройства по и. 1 в электрических моделях гидравлических сетей, составляемых из переменных электрических сопротивлений, отображающих отдельные участки гидравлической системы и об гекаемых токами, пропорциональными расходам воды на данных участках.в, редактор П. Ю, Мазурецкотзндартгиз. Подл, к лен. 27,1 Ъг, Объем 0,25 л. л. Глраж 600. 11 енз 50 колор, Алатырь, типография2 Министерства культуры Чувашской АССР, Зак. 5720